![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Основной закон поглощения
Излучать и поглощать могут твердые, жидкие и газообразные реальные тела конечной толщины. Если на какое-либо тело надает луч интенсивностью Iλ 1, то этот луч частично поглощается и выходит с другой стороны тела с интенсивностью Iλ .2, меньшей, чем Iλ 1. Коэффициент поглощения для луча сданной длиной волны определяется из уравнения
Опыты показывают, что падение интенсивности dIλ . пропорционально начальной интенсивности Iλ .,, пути dx и зависит от свойств газа: Знак «минус» в правой части указывает на убывание интенсивности. Коэффициент пропорциональности к, зависящий от физических свойств тела, температуры и длины волны, называется коэффициентом абсорбции, или коэффициентом поглощения вещества, для лучей с данной длиной волны; к имеет размерность 1/м. Разделяя переменные, получаем Интегрируя данное уравнение в пределах от х=0 до х = s, находим
Следовательно, коэффициент поглощения
Полученное уравнение показывает, что Аλ зависит от коэффициента абсорбции к и толщины слоя тела s. При толщине s = 0 коэффициент Аλ — 0, т. е. поглощение происходит в слое вещества конечной толщины. Если s=оо, то Аλ = 1, т. е. слой большой толщины поглощает луч целиком, как абсолютно черное тело. На величину Aλ влияет также коэффициент абсорбции к. Если к велик, то поглощение происходит в тонком поверхностном слое. В связи с этим состояние поверхности тела оказывает большое влияние на его поглощательную и нзлучательную способность. Если к = О, то и Aλ , = 0.
Величину е называют степенью черноты. Она зависит от физических свойств тела. Степень черноты серых тел всегда меньше единицы. Большинство реальных твердых тел с определенной степенью точности можно считать серыми телами, а их излучение — серым излучением. Энергия интегральногоизлучения серого тела равна но
Экраны В различных областях техники довольно часто встречаются случаи, когда требуется уменьшить передачу теплоты излучением. Например, нужно оградить рабочих от действия тепловых лучей в цехах, где имеются поверхности с высокими температурами. В других случаях необходимо оградить деревянные части зданий от.лучистом энергии в целях предотвращения воспламенения; следует защищать от лучистой энергии термометры, так как в противном случае они дают неверные показания. Поэтому всегда, когда необходимо уменьшить передачу теплоты излучением, прибегают к установке экранов. Обычно экран представляет собой тонкий металлический лист с большой отражательной способностью. Температуры обеих поверхностей экрана можно считать одинаковыми. Рассмотрим действие экрана между двумя плоскими безграничными параллельными поверхностями, причем передачей теплоты конвекцией будем пренебрегать. Поверхности стенок и экрана считаем одинаковыми. Температуры стенок T1 и Т2 поддерживаются постоянными, причем T1> T2. Допускаем, что коэффициенты лучеиспускания стенок и экрана равны между собой. Тогда приведенные коэффициенты излучения между поверхностями без экрана, между первой поверхностью и экраном, экраном и второй поверхностью равны между собой. Тепловой поток, передаваемый от первой поверхности ко второй (без экрана), определяем из уравнения Тепловой поток, передаваемый от первой поверхности к экрану, находим по формуле а от экрана ко второй поверхности по уравнению При установившемся тепловом состоянии q1 = q2, поэтому откуда Подставляя полученную температуру экрана в любое из уравнений, получаем Сравнивая первое и последнее уравнения, находим, что установка одного экрана при принятых условиях уменьшает теплоотдачу излучением в два раза:
Можно доказать, что установка двух экранов уменьшает теплоотдачу втрое, установка трех экранов уменьшает теплоотдачу вчетверо и т. д. Значительный эффект уменьшения теплообмена излучением получается при применении экрана из полированного металла, тогда
где С'пр — приведенный коэффициент излучения между поверхностью и экраном; Спр — приведенный коэффициент излучения между поверхностями.
|