Упрощенный расчет излучения, применяемый в технике
Расчет излучения по уравнению (404) для практики очень трудоемок, так что полезно использовать приближенный метод. Такой приближенный метод можно разработать, основываясь на свойствах излучения полого тела. Полое тело, внутри которого очень маленькое отверстие, излучает тепло через это отверстие как
абсолютно черное тело. Это можно легко доказать, проследив путь луча, попадающего через маленькое отверстие внутрь полого тела. Даже если его стенки характеризуются не очень высокой степенью черноты, все-таки лучи, попадающие внутрь полого тела, так многократно отражаются и поглощаются, что только ничтожная доля вошедших лучей выходит через отверстие наружу. Иначе говоря, отверстие полого тела поглощает все лучи, не отражая. Это свойство отверстия полого тела применяется для имитации абсолютно черного тела. Сечение отверстия принимается за поверхность абсолютно черного тела. Чтобы рассчитать по уравнению (404) излучение, которое передается наружу через отверстие от стенок упомянутого нагретого полого тела, нужно проделать большую вычислительную работу. Кроме того, трудно учесть неправильность формы полого тела. Однако расчет сильно упрощается, если принять, что вследствие полного поглощения лучей, попадающих в отверстие полого тела, излучение э*ого отверстия, согласно закону Кирхгофа, такое же, как и абсолютно черной поверхности при температуре, равной температуре сге - нок, образующих полое тело. Применяя это положение, по уравнению (393) легко определить выходящее из отверстия полого Тела излучение как общее, так и в любом направлении. Ясно, что чем больше будет размер отверстия по отношению к размерам самого полого тела, тем в меньшей степени этому отверстию будут присущи свойства абсолютно черного тела, потому что увеличивается возможность выхода через отверстие наружу более значительной части лучей. Но несмотря на это, указанные положения приблизительно справедливы и при степени черноты, ка - тсую имеют обычно технические поверхности. При этом без учета конфигурации и размеров поверхностей, образующих полое тело, считают, что излучающей поверхностью является отверстие полого тела, характеризуемое степенью черноты, меньше единицы или соответственно с коэффициентом излучения меньше 4,96, например 4 или 4,5. Таким образом, можно рассматривать большую часть технических случаев, например излучение через отверстие топочного пространства наружу, или передачу тепла излучением от топочного объема на поверхность нагрева котла, или на под нагревательной печи и т, д. Применение этого метода Описано на стр. 477.
Недостаток метода состоит в том, что можно определить лишь общее излучение всего полого тела, но нельзя рассчитать излучение его отдельных частей. Необходимость расчета теплоотдачи или тепла, воспринимаемого отдельными частями поверхности, которые нельзя характеризовать как отверстие полого тела, встречается в тех случаях, когда нужно определить тепловое напряжение поверхности нагрева в ккал/м2час, вызванное излучением, или должна быть указана предполагаемая температура определеНной части кладкйГВ этих случаях неооходимо применять уравнение (403) или (404) и, выбрав на поверхности небольшую площадку Р, рассчитать отдельно ее излучение.
В. Нуссельт [158]1 применил для этого графический метод. Подробный пример расчета для парового котла приводит и О. Зайберт*2. Однако при расчете лучистого теплообмена необходимо учитывать значительное поглощение лучей газами, находящимися между поверхностями, о чем говорится в следующем разделе *3.