|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы (1.26) Зависимость (1.26) позволяет по данным для простейших схем расположения поверхностей получить значения коэффициентов облученности при произвольном положении поверхностей. В табл. 1.2 приведены рисунки и формулы для расчета средних коэффициентов облученности при различных вариантах возможного расположения нагретых и охлажденных поверхностей в помещении. Для инженерных расчетов в формуле (1.19) удобно заменить разность четвертых степеней абсолютных температур разностью температур в первой степени в виде (Г,/100)* - (Гг/100)* = (Ti - Тг). (1.27) Множитель (рис. 1.15, а), корректирующий расхождение между этими двумя разностями температур, называют температурным коэффициентом. Его величину при комнатных температурах можно   -30-20-10 О W 20 30 10 50 60 70 80%°С Рис. 1.15. К выводу формулы лучистого теплообмена поверхностей в помещении: о - зависимость температурного коэффициента Ь от температуры теплообменивающихся поверхностей; б - структура лучистых потоков на поверхности серого тела определять, исходя из щихся поверхностей средней температуры теплообмениваю-ср = 0,5(т, + т) по формуле 6i-2 = 0,81 +0,01 т,р. (1.28) С учетом всех изложенных упрощений количество тепла Qj. (1.19) может быть определено по формуле Qi-2 = Сое„р , a6i-2 (1-2) Фх-г!- а-29) Эта формула получена из рассмотрения теплообмена только двух поверхностей между собой без учета излучения и участия в многократном отражении остальных поверхностей. Для точного расчета лучистого теплообмена тела со всеми окружающими его поверхностями в помещении нужно воспользоваться методикой, использующей понятие «эффективное излучение». Общий поток лучистого тепла, покидающий поверхность, называется ее эффективным излучением эф- Этот поток складывается из потоков собственного Еоь и отраженного fxp излучений. Лучистый поток, приходящий на поверхность, называется падающим Епая- Он складывается из частей потоков эффективного излучения всех окружающих поверхностей. Часть его остается на поверхности и является поглощенным погл излучением. Структура лучистых потоков на поверхности серого тела приведена на рис. 1.15, б. Баланс лучистого теплообмена Л, (1.1) поверхности 1 в помещении со всеми поверхностями определяется равенством 1 =погл = (9ф1-£паД1)1- (1-30) Эффективное излучение поверхности / равно сумме собственного £соб1 и отраженного forpi излучений: ЕэФ 1 = £соб 1 + OTP , = ЧС, (Г,/100)* + пяд г- (1-31) Теплообмен излучением поверхности /с остальными поверхностя-, ми помещения можно представить в следующем виде. Количество тепла, уходящее с поверхности 1, определяется как 21ф1-;эф1- Коли- чество тепла, падающее на поверхность /, равно 2f cp• £эф•. С учетом свойств взаимности лучистых потоков, когда ф; , = ,ф, ;-, имеем 2 lФl-£9Ф 1 = 2 1Ф1-,эф г I i Баланс лучистого теплообмена поверхности 1 в связи с этим можно записать согласно (1.30) в виде Л, = 2 F , (£,ф. - (1.32) Совместное решение уравнений (1.30) и (1.31) позволяет установить связь между Eoi (излучение абсолютно черного тела при температуре поверхности /)и эффективным Е излучениями поверхности и записать баланс лучистого теплообмена на ней также в виде Л = 7 (Яо1-£эФ1). (1.33) Таким образом, свойство излучения серой поверхности определяется двумя потоками излучения и ЕфХ, а ее баланс лучистого теплообмена - двумя уравнениями (1.32) и (1.33). Введем в рассмотрение условное понятие «эффективная температура (Гэф) поверхности». По аналогии с зависимостью между излучением £о1 поверхности и ее температурой T £ui = Co(ri/100)* (1.34) зависимость между эффективным излучением поверхности Едф! и ее эффективной температурой Гэф1 будет иметь вид £эФ1 =С„(Тзф,/100)*. (1.35) уравнения баланса лучистого теплообмена поверхности удобно записать относительно разности температур. Уравнение (1.32) примет вид •/1 = 2 хФх-оэФ 1-эФ (f эф 1 - Тэф )> (1.36) а уравнение (1.33) Л = Рг 7 Сф 1.ЭФУ (ti - Тэф ), (1.37) "Г и - соответствующие температуры и эффективные температуры поверхности 1 и окружающих ее поверхностей, К (*С); Ь - температурный коэффициент, учитывающий в уравнениях (1.36) и (1.37) переход от-разности четвертых степеней абсолютных температур в К к разности температур в *С. , Задача о лучистом теплообмене системы серых поверхностей в такой постановке может быть представлена в виде системы уравнений баланса лучистого теплообмена, причем для каждой поверхности таких уравнений будет два вида: (1.36) и (1.37). Решение задачи можно получить с помощью аналоговой электрической модели или расчетом на ЭВМ (см. § 1.17). Для инженерного расчета теплообмена в случае, когда поверхности имеют высокие значения коэффициента излучения, можно упростить постановку задачи, пренебрегая отраженным вторичным излучением. Обычно для ограждений в помещении степень черноты больше 0,9, поэтому отраженное вторичное излучение составляет небольшую величину от падающего потока и значительно меньше собственного излу,чения. Если поверхности имеют небольшой коэффициент черноты, то уменьшается доля лучистого теплообмена в общм обмене теплом и поэтому увеличение ошибки в расчете лучистой составляющей практически не изменяет точности общего результата. Расчеты по точным формулам показывают, что пренебрежение многократным отражением применительно к условиям в помещении дает небольшую погрешность (менее 3%), вполне допустимую в инженерных расчетах. Приняв такое упрощение, можно определить радиационный баланс поверхности / в помещении с учетом теплообмена со всеми поверхностями формулой при расчете должны; быть учтены все поверхности, а в некоторых случаях и характерные их части, участвующие в лучистом теплообмене с поверхностью /. Число поверхностей и их частей будет соответствовать числу слагаемых в сумме правой части написанного уравнения и может быть достаточно велико, что затрудняет расчет. В связи с этим для последующего упрощения расчета лучистого теплообмена поверхности в помещении удобно воспользоваться понятием радиационная температура Ir помещения. Температура Ri - радиационная температура помещения, относительно повер- 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 |