Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Топ:
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Интересное:
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Дисциплины:
2020-10-20 | 1058 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Количество тепла (Вт), излучаемого с любой радиационной поверхности, прямо пропорционально площади этой поверхности (м2) и ее геометрической форме, которая численно описывается безразмерным угловым коэффициентом излучения (УКИ), который может изменяться от 0 до 1 (значение УКИ=1.0 соответствует излучению в полусферическое пространство).
Рисунок 3.1 Теплообмен излучением между черными поверхностями, произвольно расположенными в пространстве
Рассмотрим теплообмен между двумя черными изотермическими поверхностями, произвольно расположенными в пространстве (Рис.6). Основная идея состоит в том, чтобы рассчитать поток излучения с первого тела на второе, затем – со второго на первое и, наконец, взять разность между этими величинами, с тем чтобы определить результирующий поток излучения.
Поскольку температура постоянна вдоль поверхности, постоянна и плотность потока собственного излучения E0. Следовательно, полное излучение тела 1 по всем направлениям в пространстве определяется как
Только некоторая часть этого излучения попадет на тело 2, и чтобы учесть это обстоятельство, мы вводим важное понятие углового коэффициента излучения первого тела на второе:
Следовательно:
Аналогично для второго тела:
Таким образом, результирующий поток излучения есть
Если температуры обоих тел одинаковы, то есть тела находятся в термодинамическом равновесии, то результирующий поток должен быть равен нулю. Поскольку при одинаковых температурах плотности потоков собственного излучения черных тел одинаковы, то из последней формулы следует соотношение между угловыми коэффициентами:
которое называется свойством взаимности угловых коэффициентов.
Интуитивно понятно, что значения угловых коэффициентов определяются геометрическими характеристиками системы тел, такими как форма, соотношения между размерами тел и расстояниями между ними. Напомним, однако, что мы начали с предположения об абсолютной черноте и изотермичности тел, участвующих в теплообмене излучением [9].
Рисунок 3.2 Определение углового коэффициента излучения.
В теории теплообмена излучением в системах с лучепрозрачной средой рассматриваются три основных угловых коэффициента излучения: элементарный, локальный и средний.
Элементарный угловой коэффициент излучения d φ используется при анализе и расчете теплообмена излучением между двумя бесконечно малыми (элементарными) площадками dF 1 и dF 2, принадлежащим поверхностям F 1 и F 2. Он характеризует отношение потока энергии попавшего, например, на площадку dF 2, ко всему потоку, ушедшему с площадки dF 1 в пределах телесного угла, равного полусфере. При рассмотренном направлении переноса энергии (от dF 1 к dF 2) элементарный угловой коэффициент излучения обозначается d φ12, при обратном (от dF 2 к dF 1) обозначается d φ21. Из определения углового коэффициента излучения следует, что он не имеет размерности и по абсолютной величине изменяется от 0 до 1. В общем случае, при наличии n поверхностей, которым принадлежат площадки dF, используется обозначение d φ ik или d φ ki, где i= 1, 2, 3, …, k,… n.
Его величина
представляет собой элементарный угловой коэффициент излучения площадки dF 2 на dF 1, смысл которого, естественно, аналогичен смыслу .
Локальный (местный) угловой коэффициент излучения φ | 21 используется при анализе и расчете теплообмена излучением между элементарной площадкой dF 1 или dF 2, принадлежащей поверхности F 1 или F 2 и поверхностью F 2 или F 1. Он характеризует отношение потока энергии, попавшего, например, на всю поверхность F 2, ко всему потоку, ушедшему с элементарной площадки dF 1 в пределах телесного угла, равного полусфере. В зависимости от направления переноса энергии он обозначается φ \ 12 (от dF 1 к F 2) или φ \ 21 (от dF 2 к F 1). Совершенно очевидно, что величины локальных угловых коэффициентов излучения зависят не только от взаимного расположения самих поверхностей F 1 и F 2, но и от места расположения dF 1 в пределах поверхности F 1 и dF 2 в пределах поверхности F2. В общем случае при наличии n поверхностей в системе локальные угловые коэффициенты излучения обозначаются φ \ik или φ \ki, где i= 1, 2, 3,…, k,…, n. Как и элементарные, локальные угловые коэффициенты излучения не имеют размерности и по абсолютной величине изменяются от 0 до 1.
Эти величины характеризуют долю эффективного потока энергии излучения, падающую соответственно с dF 1 на всю F 2 и с dF 2 на всю F 1 от всей величины эффективного потока энергии излучения, уходящего в пределах полусферы соответственно с dF 1 на F 2 и с dF 2 на F 1.
Средний угловой коэффициент излучения φ используется при анализе и расчете теплообмена излучением между поверхностями конечных размеров F 1 и F 2. Он характеризует отношение потока, попавшего, например, на всю поверхность F 2, ко всему потоку, ушедшему со всей поверхности F 1 по всем направлениям в пределах полусферы. Средний угловой коэффициент излучения обозначается в зависимости от рассматриваемого направления переноса энергии как φ12 (от F 1 к F 2) или φ21 (от F 2 к F 1), безразмерен, по абсолютной величине изменяется от 0 до 1. В системе из n поверхностей обозначается как φ ik или φ ki, где i= 1, 2, 3,…, k,…, n.
называется средним угловым коэффициентом излучения с поверхности F 1 на поверхность F 2. Эта величина определяется только геометрическими параметрами системы и характеризует долю энергии, упавшую на поверхность F 2, от всей энергии, ушедшей с поверхности F 1 по всем направлениям в пределах полусферы.
Средний угловой коэффициент излучения используется при практических расчетах.
Также приведем формулы для расчета УКИ между простыми площадками.
Рисунок 3.3 Параллельные пластины |
1 |
2 |
j11 = j22 = 0.
По свойству замкнутости,
j11 + j12 = 1 и j22 + j21 = 1.
Следовательно,
j12 = j21 = 1.
2 |
1 |
1 |
2 |
Рисунок 3.4 Концентрические сферы. Сферический сегмент. |
Для системы из 2 концентрических сфер (рис. 3.4), а также внутренней поверхности сферического сегмента и его основания (схема соответствует электрическим печам сопротивления), по свойству невогнутости, j11 = 0, и, по свойству замкнутости, j12 = 1.
По свойству взаимности,
j12 × F1 = j21 × F2, Þ
По свойству замкнутости для поверхности 2,
j21 + j22 = 1. Þ j22 = 1 – j21 = 1 –
Рисунок 3.5 Определение УКИ круговых площадок и неограниченных цилиндров.
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!