Лабораторный практикум по теплоснабжению. - 42 стр.

     ЦЕЛЬ РАБОТЫ - экспериментально определить ко-           лучения Q, передаваемое в единицу времени через произ-
эффициент излучения электропроводящего материала в за-       вольную поверхность, называется потоком излучения (раз-
висимости от температуры и характеристик поверхностей        личают монохромический и интегральный потоки излуче-
(шероховатости и степени окисления).                         ния), [Q] = 1 Вт. Из энергии излучения абсолютно черного
                                                             тела Qо, которая попадает на тело в результате излучения
                       ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ                        других тел, часть поглощается телом QА, часть отражается
      Все нагретые тела излучают энергию в виде электро-     QR, часть проходит сквозь него QD, следовательно,
магнитных волн, распространяющихся в вакууме со скоро-
стью света С = 299,8 ⋅106 м/с.                                              ΔQA QR QD
                                                                                +   +   =1 ,                          (1)
      Тепловое излучение, заполняющее некоторую область                      Qo   Qo Qo
пространства, как процесс распространения электромагнит-
ных волн, испускаемых телом, совершенно не зависит от             где А, R, D – поглощательная, отражательная и про-
температуры окружающей среды. В противоположность лу-        пускательная способности тела соответственно:
чистому переносу энергии тепловой поток, возникающий в                      Q         Q        Q
твердых, жидких и газовых телах под влиянием теплопро-                  А= A ; R= R ;D= D .
водности и конвекции, связан с температурным полем через                    Qо        Qo       Qо
градиент температуры.                                             Отсюда
      Большинство твердых и жидких тел излучают энергию                        А+R+D=1                            (2)
всех длин волн, т.е. имеют сплошной спектр излучения с λ          В природе не существуют идеальные тела. Нет ни аб-
от 0 до ∞. К таким телам относятся непроводники и полу-      солютно черного тела (подстрочный индеск - О), у которо-
проводники электричества, а также металлы с окисленной       го А = 1 , ни абсолютно белого – R =1, ни абсолютно про-
шероховатой поверхностью. Чистые металлы с полирован-        зрачного (диатермичного) - D = 1.
ной поверхностью, газы и пары излучают энергию дискрет-           Плотность потока интегрального полусферического
но в определенных интервалах длин волн, т.е. имеют пре-      излучения абсолютно черного тела Ео представляет собой
рывистый спектр. Твердые и жидкие тела имеют значитель-      интегральный лучистый поток через единицу произвольной
ные поглощательную и излучательную способности. Эти          поверхности. Определяется по закону Стефана – Больцмана:
процессы у них протекают в тонких поверхностных слоях.
                                                                                    ∞                 4
      Интенсивность излучения зависит от природы тела, его                                          ⎛ T ⎞
теплового состояния поверхности, а для газов и паров еще                         Ео = ∫ Еоλ dλ = Co ⎜     ⎟ ,         (3)
                                                                                      0             ⎝ 100 ⎠
от толщины слоя и давления, так как их излучение и погло-
щение осуществляются всеми частицами объема вещества.             где Ео – плотность потока интегрального полусфериче-
      Процесс лучистого теплообмена между телами – это       ского излучения абсолютно черного тела, [Eo] = 1 Вт/м2; Со –
процесс превращения тепловой энергии в лучистую и обрат-     коэффициент излучения абсолютно черного тела ; Со =
но. Лучеиспускание свойственно всем телам при температу-     5,6687 Вт/(м2·К4), Т – абсолютная температура тела.
рах, отличных от абсолютного нуля. Количество энергии из-