ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН

ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН радиационный
теплообмен, осуществляется в результате процессов превращения внутр. энергии
вещества в энергию излучения, переноса энергии излучения и её поглощения
веществом. Протекание процессов Л. т. определяется взаимным расположением
в пространстве тел, обменивающихся теплом, свойствами среды, разделяющей
эти тела. Существ, отличие Л. т. от др. видов теплообмена (теплопроводности,
конвективного теплообмена) заключается в том, что он может протекать
и при отсутствии материальной среды, разделяющей поверхности теплообмена,
т. к. осуществляется в результате распространения электромагнитного излучения.

Лучистая энергия, падающая в процессе Л.
т. на поверхность непрозрачного тела и характеризующаяся значением потока
падающего излучения Qотражается от его поверхности (см. рис.).

Схематичное изображение потоков излучения
при лучистом теплообмене.

Поток поглащенного излучения определяется
соотношением:

ОА-поглощательная
способность тела. В связи с тем, что для непрозрачного тела = Qот поверхности тела излучения, эта последняя величина равна: О= (1-А)QА = R -
отражат. способность
тела. Если поглощат. способность тела равна 1, а следовательно, его отражат.
способность равна 0, т. е. тело поглощает всю падающую на него энергию,
то оно наз. абсолютно чёрным телом.

Любое тело, темп-pa к-рого отлична от абс.
нуля, испускает энергию, обусловленную нагревом тела. Это излучение наз.
собственным излучением тела и характеризуется потоком собственного излучения
О ".б. Собственное излучение, отнесённое к единице поверхности тела, наз.
плотностью потока собственного излучения, или лучеиспускат. способностью
тела. Последняя в соответствии со Стефана - Больцмана законом излучения
пропорциональна
темп-ре тела в четвёртой степени. Отношение лучеиспускат. способности к.-л.
тела к лучеиспускат. способности абсолютно чёрного тела при той же темп-ре
наз. степенью черноты. Для всех тел степень черноты меньше 1. Если для
нек-рого тела она не зависит от длины волны излучения, то такое тело наз.
серым. Характер распределения энергии излучения серого тела по длинам волн
такой же, как у абсолютно чёрного тела, т. е.
описывается
Планка
законом излучения. Степень черноты серого тела равна его поглощат.
способности.

Поверхность любого тела, входящего в систему
Л. т., испускает потоки отражённого излучения Qизлучения Q, суммарное количество энергии, уходящей
с поверхности тела, наз. потоком эффективного излучения Qи определяется соотношением: QЧасть поглощённой телом энергии возвращается в систему в виде собственного
излучения, поэтому результат Л. т. можно представить как разность между
потоками собственного и поглощённого излучения. Величина Q=Qизлучения и показывает, какое количество энергии получает или теряет тело
в единицу времени в результате Л. т. Поток результирующего излучения можно
выразить также в виде Qт. е. как разность между суммарным расходом и суммарным приходом лучистой
энергии на поверхности тела. Отсюда, учитывая, что Qполучим выражение, к-рое широко используется в расчётах Л. т.:

Задачей расчётов Л. т. является, как правило,
нахождение результирующих потоков излучения на всех поверхностях, входящих
в данную систему, если известны темп-ры и оптич. характеристики всех этих
поверхностей. Для решения этой задачи, помимо последнего соотношения, необходимо
выяснить связь между потоком Qи потоками Q т. Для нахождения этой связи используется понятие среднего углового коэфф.
излучения, к-рый показывает, какая доля полусферического (т. е. испускаемого
по всем направлениям в пределах полусферы) излучения нек-рой поверхности,
входящей в систему Л. т., падает на данную поверхность. Т. о., поток Qна к.-л. поверхности, входящие в систему Л. т., определяется как сумма
произведений Qона вогнутая) на соответствующие угловые коэфф. излучения.

Л. т. играет значит, роль в процессах теплообмена,
происходящих при темп-рах ок. 1000 ^оС и выше. Он широко распространён
в различных областях техники: в металлургии, теплоэнергетике, ядерной энергетике,
ракетной технике, хим. технологии, сушильной технике, гелиотехнике.

Лит.: Невский А. С., Теплообмен
излучением в металлургических печах и топках котлов, Свердловск, 1958;
Блох А. Г., Основы теплообмена излучением, М.- Л., 1962; Исаченко В. П.,
Осипов В. А., Сукомел А. С., Теплопередача, М., 1969. В. А. Арутюнов.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я