Отраженного излучения

Плотность потока Еэф эффективного излучения — это сумма плотности потоков собственного и отраженного излучений. Из системы уравнений (2.119) можно найти Е.)Ф1 = (Ei + Е2 - А1Е2)/(А1 + + А2-А1А2), Е,Ф2=(Е1 + Е2-А2Е1)/ /(Ai+А2-А1А2) и ql2=(A2Ei--А1Е2)/(А1 + А2-А1А2).

где /, /, — интенсивности падающего и отраженного излучений лазера; R — коэффициент отражения; ср, 0 — углы падения и преломления; sin О = (1/и) sin ф; п — показатель преломления вещества пластины.

Учитывая, что поток обратного излучения складывается из потоков собственного и отраженного излучений экранированной стенки топочной камеры, можем на основании формулы (6-6) написать

где difgp = (cospg cospP)dSg/(n/^p) - элементарный угловой коэффициент, записанный в предположении, что поверхность полости обладает диффузными свойствами, т.е. распределение собственного и отраженного излучений по направлениям подчиняется закону Ламберта. В частности, для плоской двухмер-

Эффективное излучение тела в этом случае строго подчиняется закону Ламберта (даже в случае зеркальной поверхности) и, таким образом, является примером идеально диффузного излучения тела, а поглоща-тельная способность тела, и7"~ независимо от особенностей спектра собственного излучения окружающих тел, равна е тела. На основе изложенного следует практически важный вывод: если имеется замкнутая система тел с одинаковой температурой, то эффективное излучение (сумма собственного и отраженного излучений) каждого элемента поверхности любого тела будет равна абсолютно черному излучению при

рис. 6-9, из которого видно, что поверхность F2 посылает на элементарную площадку A>F'i большее количество энергии собственного излучения, чем на площадку iAiF"i. Это же самое можно отметить и по излучению поверхности FI на элементарные участки AF'2 и AF"2. Однако для упрощения решения задачи будем считать, что угловые коэффициенты для собственного и отраженного излучений численно одинаковы.

только приближенным решением 'поставленной задачи, учитывая, что в рассматриваемой системе поверхностей FI и F2 (рис. 6-9) средние угловые коэффициенты для собственного и отраженного излучений не равны между оо'бой. Это уравнение приближенно справедливо и для случая лучистого теплообмена между двумя плоскими (и не плоскими) поверхностями, 'произвольно расположенными в пространстве. Чем относительно больше расстояние между поверхностями FI и F2, тем точнее становится, при прочих равных условиях, расчет по уравнению (6-55).

Из (7-4) видно, что угловой коэффициент диффузного излучения элементарной поверхности dF\ является чисто геометрическим параметром. Из уравнения (7-4) также следует, что геометрически подобные системы поверхностей имеют одинаковые значения угловых коэффициентов. Уравнение (7-4) справедливо не только для диффузного эффективного излучения, но и для диффузного собственного и отраженного излучений.

Пусть имеется замкнутая система из двух тел, показанная на рис. 9-2. Их поверхности FI и F2, имеющие температуры Т1 и T2>Tt, излучают, как серые тела, и подчиняются как в части собственного, так и отраженного излучений закону Ламберта. Степени черноты поверхностей соответственно равны ei и 82, причем при сером излучении они равны своим поглощательным способностям (ei = Ai и е2=Л2).

Сумму собственного и отраженного излучений называют эффективным излучением. Следовательно,

6.2.3. Схема ИК-термографирова-ния объектов контроля. Поскольку объект контроля всегда находится в окружении других физических тел, также испускающих и отражающих ИК-тепловое излучение, то суммарное излучение тела, регистрируемое, например, тепловизором, складывается из собственного, прошедшего и отраженного излучений. В большинстве случаев ИК-термография имеет дело с оптически непрозрачными объектами (хх= 0), для которых формула (6.12) приобретает вид

Используем понятие эффективного излучения тела. Оно равно сумме собственного и отраженного излучений тела (см. рис. 3.9).

способностью А тела устанавливается законом Кирхгофа. Для определения этой зависимости рассмотрим систему двух тел, имеющих неограниченные плоские поверхности, обращенные друг к другу, причем поверхность / принадлежит серому, а поверхность 2 — абсолютно черному телу. Плотность потока эффективного (полного) излучения серого тела ?ЭФ1 =? + (!— А)Е0, где Е и (1—А)Е0 — плотности потока соответственно собственного и отраженного излучения. Для абсолютно черного тела E^2 = Е0. В условиях термодинамического равновесия ?эф! = Еэф2, следовательно, Е + (1 — -А)Е0 = Е0.

Рассмотрим теплообмен между двумя единичными (по 1 м2) поверхностями, обращенными друг к другу с небольшим зазором (рис. 11.5), причем Ti>T2. В этой системе Е\ — энергия собственного излучения первого тела на второе, Е2 — второго на первое. Проследим за расходованием энергии собственного излучения 1-го тела. После попадания энергии EI на второе тело часть ее EiA2 поглощается вторым телом, часть Е\—EiAy=E$\—А2) отражается снова на первое тело, где доля EI(\—А2)А\ отраженного излучения поглощается, а доля Е\(\—Л2) (1—А$ отражается на второе тело и так до бесконечности. Таким же образом можно проследить за расходованием энергии Е2 собственного излучения второго тела.

отраженного излучения

прошедшего излучения отраженного излучения собственного излучения Прочие

Часть падающей энергии, которую поверхность данного тела отражает обратно окружающим его телам, носит название потока отраженного излучения. Плотность потока отраженного излучения .Еотр,. Вт/м2, равна: ,

если зависимость (16-17) поделить на ?пад и учесть предыдущие соотношения. Суммарная величина плотностей потоков собственного и .отраженного излучения, испускаемого поверхностью данного тела, называется- плотностью эффективного излучения (рис. 16-3):

Следовательно, в случае объемного излучения роль отраженного излучения играет рассеянное излучение, а роль поглощательной и отражательной способностей— коэффициенты поглощения и рассеяния.

Применяя зависимости (16-15), (17-89), (16-18), находим искомую систему алгебраических уравнений для поверхностной плотности и потока полного отраженного излучения:

Пространственное распределение яркости отраженного излучения определяется безразмерными величинами, к которым относятся индикатриса отражения (рассеяния) и коэффициент яркости.

Эффективное излучение ?ЭФФ зависит от физических свойств и температуры не только данного излучающего тела, но и других окружающих его тел, а также от формы, размеров и относительного расположения тел в пространстве. Так как падающее излучение Е2 определяется температурой и свойствами окружающих тел, то физические качества собственного и отраженного излучения неодинаковы, их спектры различны. Однако для тепловых расчетов это различие часто не имеет значения, если рассматривается лишь энергетическая сторона процесса.

Эффективное излучение E3$$ зависит от физических свойств и температуры не только данного излучающего тела, но и других окружающих его тел, а также от формы, размеров и относительного расположения тел в пространстве. Так как падающее излучение Ez определяется температурой и свойствами окружающих тел, то физические качества собственного и отраженного излучения неодинаковы, их спектры различны. Однако для тепловых расчетов это различие часто не имеет значения, если рассматривается лишь энергетическая сторона процесса.