Угловой коэффициент излучения
Смешанная свободная и вынужденная конвекция Вынужденная конвекция (forced convection) - движение жидкости под действием внешних поверхностных сил, приложенных на границах системы, или однородного поля массовых сил, приложенных к жидкости внутри системы, или за счёт кинетической энергии, сообщённой жидкости вне системы. Примерами вынужденной К. являются движение воздуха в помещении под действием вентилятора, течение жидкости в трубе под действием гидронасоса и др. При движении тела в покоящейся среде относительное движение среды в системе координат, связанной с телом, также представляет собой частный случай вынужденной К. Физ. процессы, происходящие при вынужденной К., связанной с движением тел с большими скоростями в атмосфере, моделируются в аэродинамических трубах, где воспроизводится обтекание неподвижных моделей потоком воздуха.
78 Теплообмен в высокоскоростном потоке Конвективный теплообмен в высокоскоростном потоке важен для таких систем, как самолеты и ракеты, скорости которых приближаются к скорости звука или превышают ее. В совершенном газе скорость звука можно рассчитать по формуле где у —ср/с0 — отношение удельных теплоемкостей (1,4 для воздуха), Ru — универсальная газовая постоянная, T —абсолютная температура, µ — молекулярный вес газа. Когда скорость газа, обтекающего нагретую или охлажденную поверхность, близка к скорости звука или превышает ее, поле течения невозможно характеризовать только числом Рейнольдса и нужно учитывать также отношение скорости газа к скорости звука (т. е. число Маха, М = V/a,). При достижении газом скорости, составляющей около половины скорости звука, повышается роль вязкости диссипации в пограничном слое. При этом температура поверхности, которую обтекает газ, может фактически превышать температуру набегающего потока.
Высокая температура на поверхности является совместным результатом нагрева в результате вязкости диссипации и подъема температуры жидкости из-за преобразования ее кинетической энергии во внутреннюю энергию при торможении в пограничном слое. Действительная форма профиля температур определяется соотношением между скоростью, с которой работа сил трения увеличивает внутреннюю энергию жидкости, и скоростью, с которой тепло передается новозмущенному потоку. Хотя процессы, протекающие в высокоскоростном пограничном слое, не являются адиабатическими, их обычно таковыми считают. Преобразование кинетической энергии газа при его адиабатическом торможении до нулевой скорости описывается зависимостью где io — энтальпия торможения, i — энтальпия газа в невозмущенном потоке.
Физика излучения Понятие черного тела Не все поверхности, нагретые до одной и той же температуры, излучают или поглощают одно и то же количество лучистой энергии. Поверхность тела, которая излучает и поглощает максимальное количество энергии при данной температуре, называется черной поверхностью или просто черным телом. Черное тело — это эталон, к которому можно приблизиться на практике покрытием поверхности тела или видоизменением формы его поверхности. Черное тело — это эталон, с которым можно сравнивать все другие излучатели. Закон Планка При нагревании черного тела до температуры Т поверхностью тела испускаются фотоны. Фотоны имеют определенное распределение энергии, зависящее от температуры поверхности Т. Макс Планк показал, что энергия излучения длиной волны λ, испускаемой черным телом с температурой T, равна (Ф.1) где Е bλ — плотность потока монохроматического, или спектрального, излучения черного тела при температуре Т, Вт/м3; Вт м2 —первая постоянная излучения; м К —вторая постоянная излучения. Изменение монохроматической плотности потока излучения черного тела в зависимости от температуры и длины волны, выраженное формулой (1), известно как закон Планка.
График монохроматической плотности потока излучения чер-
Радиационные свойства Радиационные свойства количественно описывают взаимодействие энергии излучения с поверхностью материала, в частности как поверхность излучает, отражает, поглощает и пропускает энергию излучения. В общем случае радиационные свойства зависят от длины При составлении баланса энергии на поверхности, например,
Угловой коэффициент излучения Чтобы рассчитать теплообмен излучением между двумя поверхностями, необходимо определить долю полной энергии излучения, исходящую от одной поверхности и достигающую непосредственно вторую поверхность. Определим угловой коэффициент излучения F1à2 как часть полной энергии излучения, исходящую от поверхности 1 и достигающую непосредственно поверхности 2. Угловой коэффициент является безразмерной величиной. В некоторых книгах его также называют коэффициентом видимости, или конфигурационным коэффициентом. Выражение для углового коэффициента можно получить из рассмотрения рис. 6.14, где через dA1 обозначена излучающая площадка, a dA2 — приемная площадка. Поток энергии излучения на единицу площади dA1, который исходит с dA1 и достигает dA2, определяется уравнением: Угловой коэффициент излучения между двумя элементарными площадками dA1 и dA2, будет равен:
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|