Излучающей поверхности

Объемное излучение. Для среды, которая заполняет некоторый объем системы и может быть излучающей, поглощающей и рассеивающей, характерными являются объемные -плотности потоков излучения *. Аналогично изложенному и в этом случае можно говорить об объемных плотностях собственного, поглощенного, рассеянного и других видах излучения.

Рассматривается замкнутая излучающая система произвольной геометрической конфигурации, заполненная селективно излучающей, поглощающей и анизотропно рассеивающей средой и ограниченная селективной, анизотропно отряжающей и излучающей поверхностью. Все радиационные физические параметры среды являются функциями ее температуры Т, давления р и частоты v. Радиационные характеристики граничной поверхности рассматриваются как зависящие от температуры и частоты. В общем случае по объему среды задается либо поле температур, либо поле полной объемной плотности результирующего излучения г)Рез- Аналогично и для граничной поверхности задаются в любом сочетании поля температур или поля полных поверхностных плотностей результирующего излучения Ерез.

ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН В СИСТЕМАХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ, РАЗДЕЛЕННЫХ ИЗЛУЧАЮЩЕЙ (ПОГЛОЩАЮЩЕЙ) СРЕДОЙ

Задача расчета лучистого теплообмена в системах твердых тел, разделенных излучающей (поглощающей) средой, для серого или монохроматического излучения в общем виде рассматривалась в работах Г. Л. Поляка, Ю. А. Сурикова, А. С. Невского, С. Н. Шорина, X. Хот-теля, В. Н. Адрианова и др. Применительно к промышленным печам и котельным топкам она рассматривалась в работах В. Н. Тимофеева, А. И. Чарушникова, А. В. Кавадерова, М. А. Глинкова, Г. П. Иванцова, Н. А. Захарикова, Д. В. Будрина, И. Д. Семикина, С. Е, Ростковского, А. М. Гурвича, П. К. Конакова, С. С. Филимонова, Б. А. Хрусталева и др.

Уравнения, полученные для селективно-серой среды, как и в случае серой среды, тем точнее, чем лучше система, состоящая из твердых тел и излучающей (поглощающей) среды, удовлетворяет условиям:

Уравнения (20-14) — (20-19) являются наиболее общими решениями задач лучистого теплообмена в замкнутых системах, состоящих из одного-двух тел и излучающей (поглощающей) газовой среды и удовлетворяющих условиям (19-19).

Рассмотренные выше подходы к решению задач лучистого теплообмена в двух- и трехзонных системах, состоящих из изотермической излучающей (поглощающей) газовой среды и одной-двух поверхностей твердых тел, применимы и для систем, состоящих из большего числа твердых тел, разделенных изотермической средой. Однако сложность получения итоговых расчетных формул прогрессивно возрастает с увеличением числа тел.

В еще большей степени усложняется решение задач, если система представляет собой совокупность ряда изотермических поверхностей и ряда изотермических газовых объемов, на которые делится в целом неизотермическая излучающая (поглощающая) газовая среда. Для решения задач лучистого теплообмена в таких системах можно применить так называемый зональный метод. Сущность его состоит в том, что совокупность твердых тел и газовой излучающей (поглощающей) среды делится на ряд поверхностных и объемных зон, в пределах которых температурные и эмиссионные характеристики могут быть приняты постоянными.

РАЗДЕЛЕННЫХ ИЗЛУЧАЮЩЕЙ (ПОГЛОЩАЮЩЕЙ)

2.6. Тепловое излучение полупрозрачных и селективно поглощающих сред. Уравнение переноса излучения. Теплообмен излучением в излучающей, поглощающей и рассеивающей средах. Полное внутреннее отражение ИК излучения, ИК световоды. Спектры излучения типовых объектов ТК (частотные и оптико-геометрические характеристики). ИК излучение фоновых излучателей, способы его фильтрации. Поляризация ИК излучения. Поляризационные ИК фильтры (типы, характеристики, области применения).

Для совместного решения уравнения переноса энергий излучения и уравнения энергии используются данные о термодинамическом состоянии среды, определяемые системой соответствующих уравнений. Задача решается при заданных граничных условиях на поверхностях, ограничивающих рассматриваемый объем [2, 3]. Интересные результаты, связанные с решением сформулированной задачи применительно к излучающей, поглощающей и рассеивающей среде, были получены и обобщены в известных работах Р. Вис-канты с соавторами [88, 89, 91, 92].

Теплообмен в топке представляет собой сложный и до настоящего времени еще недостаточно изученный процесс. Сложность его, как уже отмечалось выше, связана с тем обстоятельством, что перенос энергии от пламени к тепловоспринимающим поверхностям нагрева происходит в процессе химических реакций в движущейся селективной излучающей, поглощающей и анизотропно рассеивающей среде. Тепловоспринимающие поверхности нагрева, покрытые слоем отложений с высоким термическим сопротивлением, характеризуются, как и факел, высокой селективностью радиационных характеристик, которые определяют граничные условия в сопряженной задаче теплопереноса.

величина, равная отношению потока излучения, исходящего от малого элемента излучающей поверхности, к площади этого элемента. Единица С.э. (в СИ) - Вт/м2. СВЕТНОСТЬ - устар. назв. светимости.

соответствующего случайного эксперимента надо учитывать в данном случае два обстоятельства. Во-первых, все элементарные площадки dSb принадлежащие поверхности St, дают одинаковый вклад в ее общее излучение. Во-вторых, для диффузно излучающей поверхности число фотонов, вылетающих с любой элементарной площадки в направлениях, задаваемых интервалами изменения азимутального угла [\\ if> + ch;] и угла отклонения от нормали [Э, 6 + dQ] (рис. 6.7), пропорционально произведению cos 6 sin 9 d0di). Это вытекает из закона Ламберта [8, 30], согласно которому интенсивность излучения I рассчитывается по формуле

Выделим узкую часть спектра, заключающую длины волн от Я, до Я -f dK. Тогда энергия dE лучей этой части спектра (заштрихованная площадь на рис. 7-1), отнесенная к единице излучающей поверхности и к единице времени, составит:

Наибольшее количество энергии несут лучи, направленные по нормали к излучающей поверхности.

где Ефо — плотность потока излучения, соответствующая углу ф; dQ - элементарный телесный угол, под которым из данной точки излучающего тела видна элементарная площадка на поверхности полусферы, имеющей центр в этой точке; ф — угол между нормалью к излучающей поверхности и направлением излучения. Наибольшее значение Е^о соответствует направлению нормали к поверхности (ф = 0). Для реальных тел закон Ламберта выполняется лишь приближенно.

TZ и Гк — температура соответственно излучающей поверхности образца и поверхности вакуумной камеры;

ЗАЩИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ — материалы, применяемые для защиты от ионизирующих излучений. Защита от излучений, представляющих собой поток заряженных частиц, не представляет затруднений, т. к. их пробег во всех материалах мал, поэтому понятие «3. м.» используется лишь по отношению к нейтронному, v и рентгеновскому излучениям. Защита от излучения нейтронов сводится к замедлению их с последующим поглощением. В качестве 3. м. применяются водородсодер-жащие материалы (вода, бетон) и вещества с большим сечением захвата нейтронов (железо, кадмий, бор). Эффективность защиты от рентгеновских и v-лучей определяется массой 3. м., приходящейся на ед. излучающей поверхности. Используются свинец, железо, вода, бетон, песок.

ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ИСТОЧНИКИ — все существующие в природе тела, к-рые имеют темп-ру выше абсолютного нуля. Кол-во излучаемой энергии зависит от темп-ры, интегрального коэфф. излучения и размера излучающей поверхности тела, а спектр, состав излучения — от темп-ры и спектрального коэфф. излучения. В качестве И. и. и. наиболее широко используют в пром-сти темп-рные излучатели (лампы накаливания, металлич. и керамич. излучатели, нагреваемые электрич. током и газом, и т. д.), реже — газоразрядные источники света (ртутные лампы высокого и сверхвысокого давлений, ксеноновые, це-зиевые, циркониевые, дуговые угольные лампы и др.). Созданы генераторы индуциров. ИК излучения — иразеры.

РАДФОТ — устар. наименование ед. светимости излучающей поверхности; IP. = 1,005'104 лм/м2. См. Люмен.

При наличии экрана он получает от 1 м2 излучающей поверхности тепла

лесного угла АО) и лучистостью L = = dlldS cos а (Вт/ср-м2) (отношение силы излучения в направлении а к проекции излучающей поверхности dS на плоскость, нормальную этому направлению) и формой индикатрисе этих величин. Важной характеристикой является плотность лучистого потока по облучаемой поверхности ? = dJdS (Вт/ма), где dS — площадь облучаемого элемента.