Лучистый теплообмен между телами.

Общие сведения. Рассмотрим лучистый теплообмен между серыми непрозрачными телами, имеющими неограничен­ные плоские поверхности, обращенные друг к другу. Расчет бу­дем вести по отношению к единице площади поверхности (1 м²) каждого тела. Обозначим через Е_х энергию собственного излу­чения первого тела на второе, а через Е₂ — второго на первое. Взаимное излучение и поглощение между телами происходит многократно до бесконечности (рис. 12.3).

 Эту задачу решают, используя понятие плотности потока результирующего излучения. Каждое из тел характеризуется полным эффективным излуче­нием соответственно Е_эф1 и Е_эф2 -

где А₁ и А₂ — коэффициенты по.лощения первого и второго тел; (1 — А₁)Е_эф2 и (1 — А₂)Еэф₁ величины, учитывающие бесконечную сумму отражений пото­ков вторым и первым телами.

На практике часто встречаются случаи, когда одна теплообменная поверхность находится в другой замкнутой поверхности (например, животные внутри помещения фермы). Результирую­щий поток излучения от "поверхности / к поверхности 2 в таком случае определяют из выражения

ЗАКОН ТЕПЛООТДАЧИ (ЗАКОН НЬЮТОНА-РИХМАНА).

Для количественного описания теплоотдачи широ­ко используется закон теплоотдачи, согласно которому плот­ность теплового потока, переносимого путем конвекции от по­верхности теплообмена в среду (или, наоборот, из среды к по­верхности теплообмена), пропорциональна разности температур поверхности теплообмена** (t_c) и среды, (t _ж), взятой по абсо­лютной величине:

где q — плотность теплового потока, Вт/м².

Коэффициент пропорциональности а в уравнении (10.1), имеющий размерность Вт/(м²-К), называется коэффициентом теплообмена***. Коэффициент теплообмена характеризует ин­тенсивность теплоотдачи между поверхностью теплообмена и теплоносителем. Он равен плотности теплового потока¹ (у по­верхности теплообмена), отнесенной к температурному напору Дперепаду) между средой и поверхностью.

* В теплотехнике жидкостью обычно называют как собственно капельную жидкость, так и газ.

** Поверхности стенки. *** Широко используется также термин «коэффициент теплоотдачи»,

Различают местный (локальный) коэффициент теплообмена, который относится к рассматриваемой точке поверхности теп­лообмена, и средний коэффициент теплообмена а, равный всему тепловому потоку Ф (Вт) через поверхность теплообмена А (м²). деленному на средний температурный напор Δ t _ср и площадь по­верхности теплообмена:

Коэффициент теплообмена — важный теплофизический пара­метр, необходимый для расчета теплообмен'ного аппарата. В об­щем случае он зависит от физических свойств жидкости, кон­фигурации и размеров поверхности теплообмена и от условий обтекания ее жидкостью. Коэффициент теплообмена — это рас­четная величина, находимая обычно из уравнений, полученных экспериментально.

 

 

БИЛЕТ - 13