|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы чем отдают. Между различно нагретыми поверхностями в результате происходит теплообмен излучением. Рассмотрим в начале теплообмен излучением между двумя абсолютно черными поверхностями 1 и 2 (рис. 1.8). В соответствии с законом Стефана - Больцмана, элементарная площадка dF на поверхности / излучает во все направления в пределах полусферы количество тепла, равное dqC{Tjm)*dF. (1.6) Интенсивность излучения в направлении, нормальном к поверхности dFi, в л раз меньше dqi, т. е. rfHop = = - С„ (Г,/100)* dF,. (1.7). тс л Интенсивность излучения под углом к нормали (в направлении к элементарной площадке dF) равна d<73. = - Со (Г,/100)* cos Pidf 1. (1.8) в пределах телесного угла dm излучение тепла равно d«<7i = - Со (Г/ЮО)* GOS PidFidwi. (1.9) Телесный угол da>, определяемый dFg, равен d<o. = . (1.10) где dfjCOsPa - проекция площадки dF на сферу радиусом R с центром в dFi, когда угол между направлением излучения и нормалью к поверхности dF равен р! R - расстояние между элементарными площадками dF и dFa. Уравнение (1.9) можно записать в виде dq = Со (П/100)* dFdF. (1.11) Уравнение, аналогичное (1.11), может быть написано для потока тепла dq, передаваемого площадкой dFa в сторону dFi. Предполагается, что поверхности абсолютно черные, поэтому все тепло излучения ими поглощается. В результате лучистого теплообмена от площадки dFi передается площадке dFi количество тепла, равное d4-2 = dq - d-q, = Со SllxdF.dF, X [(Г,/100)* - -(Г/ЮО)*]. (1.12) Удобно воспользоваться понятием коэффициента облученности ф, который является геометрической характеристикой. Коэффициент облученности с площадки j на площадку dF. обозначим ф<гр,-dp,« Он равен отношению лучистого потока, падающего с dFi на dF, ко всему потоку, излучаемому dFi (1.6), т. е. cos ?1 cos З2 dF,. (I.13> 4 Подставим это значение в (1.12) и получим = C,4!,, ,pdF ЦТ J100)* - (Г,/100)*1. (1.14) Теплообмен излучением между двумя поверхностями I и 2, полные площади которых равны Fi и F, можно получить двойным интегрированием уравнения (1.14) по площадям и F. Первое интегрирование дает значение количества тепла, теряемого с элементарной площадки dFi в сторону всей площади F: dQ., = СоФ,, / 1 [(Г,/100)* - (Г,/100)*]. (1.15) 1Де Фйл-, - коэффициент облученности с элементарной площадки dFi на всю поверхность 2, равный С cos Picosp, „ (1.16)  0,05 -  шштшшшшшяш тштчпшштшшт 0,2 0 0,5 1 2 3 5 Se/fl Рис 1.9. Коэффициент облученности с элементарной площадки на поверхность в параллельной плоскости  Рис. 1.10. Коэффициент облученности с элементарной площадки на поверхность в .перпендикулярной плоскости Для определения коэффициента облученности с элементарной площадки на поверхность для двух наиболее характерных случаев расположения поверхностей во взаимно перпендикулярных и параллельных плоскостях можно воспользоваться графиками (рис. 1.9 и 1.10). Второе интегрирование определит общее количество тепла Qi a< передаваемое излучением с поверхности / на поверхность 2: Qi-2 = СоФ1.г/1[(Л/100)* -(Г,/100)*1, (1.17) где коэффициент облученности <pi j споверх-ности/на поверхность 2, равный Фх-.-! J-rf/xF, (1.18) показывает долю лучистого потока, попадающую на поверхность 2, от всего потока, излучаемого поверхностью 1. Для определения коэффициента облученности ф. при двух наиболее характерных случаях расположения поверхностей в помещении пользуются графиками (рис. и I.I2). Для определения коэффициента облученности с точечной сферы на поверхности любого расположения можно воспользоваться рис. 1.13. Поверхности в помещении отличаются от абсолютно черных, что осложняет задачу, так как падающая на серую поверхность лучистая энергия частично отражается. Некоторая ее часть может многократно отражаться от взаимно облучаемых серых поверхностей, пока полностью ими не поглотится. Из теории лучистого теплообмена известно, что при теплообмене монохроматическим излучениеяи двух серых поверхностей, для которых справедливы законы Ламберта и Кирхгофа, количество переданного тепла Q, 2 определяется по формуле Qi-2= в„р, ,СоФ,.г/=,[(Г,/100)* -(Г,/100)*]. (1.19) В этой формуле в отличие от (1.17) величина епр, 2 есть приведенный относительный коэффициент излучения при теплообмене между двумя серыми поверхностями. Для определения Бдр можно рассмотреть три простейших случая. 1. Для двух параллельных поверхностей, расстояние между которыми мало по сравнению с их размерами (коэффициент облученности Ф«-2 = 1. так как практически все излучение одной поверхности попадает на другую). Отраженные лучи полностью возвращаются на излучающую поверхность и так до полного поглощения. Приведенный относительный коэффициент излучения теплообменивающихся поверхностей для этого случая равен где е, и 62 - относительные коэффициенты излучения поверхностей. 2. Поверхность со всех сторон окружена другой поверхностью. Это сфера в сфере, цилиндр в цилиндре или просто невогнутая поверхность, окруженная большей поверхностью такой же геометрии. В этом 0 1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 |