Теплообмен излучением между различно расположенными поверхностями
Коэффициент излучения двух обменивающихся излучением[154] поверхностей зависит не только от коэффициента излучающей поверхности, Ао и от коэффициента излучения облучаемой поверхности. Для двух параллельных обменивающихся излучением поверхностей с коэффициентами излучения С, и С2 по Нуссель - ту*:
С = ----------- !--------------------------------------- ' (400)
С± С% 4,96
Здесь 4,96 — коэффициент излучения абсолютно черного тела. Если одна поверхность полностью облекает другую, то коэффициент излучения для данного случая теплообмена независимо от того, какое тело с более высокой температурой, равен
С =------------------- 1---------------- , (401)
1 Л 1 1 I ' ' ’
^ Сх Р% С2 4,96 )
Где — площадь облекаемой поверхности [155] с коэффициентом излучения Си ж2, Р2 — площадь облекающей поверхности с коэффициентом излучения С2, м2.
Если небольшое тело расположить в большом пространстве, например в цехе или на открытом воздухе, то отношение ^1/^2 будет приближаться к нулю. Уравнение (401) для этого случая преобразуется в выражение С = Сь т. е. эффективный [156] коэффициент излучения приближается к значению коэффициента излучения меньшего тела тем ближе, чем больше площадь облекающей поверхности, участвующей в теплообмене излучением.
Для двух небольших обменивающихся излучением поверхностей с коэффициентами излучения С и С2 при любом расположении их эффективный коэффициент излучения равен
С ^ . - (402)
4,96
В технике часто встречаются случаи взаимного облучения поверхностей и ^ расположенных под любым углом друг к
Другу. Если применить для этого случая (рис. 37) закон Ламберта и зависимость от расстояния, то получим для определения количества переданного тепла уравнение с использованием обозначений, указанных на рис 37:
(403) |
Q = C |
Ъ-Р[157] лло о Г/ Тх * /
Cos а • cos
Согласно рис. 37,
«! = /•• cos а; пг — г■ cos Я,
SHAPE \* MERGEFORMAT
П,(м)
/НЧ'
Fi
Рис. 37. Теплообмен излучением между двумя произвольно расположенными плоскостями
Где «1 — перпендикуляр, опущенный на поверхность Гі из средней точки поверхности /V,
«2 — перпендикуляр, опущенный на поверхность Р2 из средней точки поверхности Р.
На основании этого уравнение (403) можно преобразовать в следующее:
Pi-F, Г* • те |
Q = C |
[(“^гГ - (-ж-)* IКш,,нас■ (404)
Если точка на поверхности будет облучаться одновременно несколькими источниками, то количество тепла, получаемое от каждого из них, можно рассчитать по уравнению (404), а затем суммировать. Условием точности формул (403) и (404) является то, что для них справедлив закон Ламберта, относящийся к техническим диффузионно излучающим поверхностям, и что размеры элемента поверхности Р малы по сравнению с расстоянием г, потому что лишь в этом случае справедлив закон квадрата расстояний *.