1.2.2.4. Теплообмен излучением

Излучение происходит при квантовом переходе атомов и молекул из стационарных состояний с большей энергией в стационарные состояния с меньшей энергией. Для непрерывного излучения тело должно получать энергию извне. Так как переходы атомов и молекул из одного состояния в другое носят различный характер, излучение испускается с различными длинами волн.

Теплоотдача излучением в промышленных печах играет доминирующую роль.

Мощность излучения Q, проходящего через какую-либо поверхность, называется лучистым потоком, а мощность, излучаемая элементом поверхности в полупространстве, называется полусферическим лучистым потоком.

Мощность излучения, отнесенная к единице поверхности излучателя, называется плотностью излучения (в Вт/м2):

Спектральную плотность излучения, отнесенную к рассматриваемому интервалу длин волн, называют полусферической интенсивностью излучения и она показывает, насколько велика мощность, излучения (в Вт/м3) при данной длине волны:

Если на тело падает мощный поток Q пад, то в общем случае часть его Qпогл поглощается, часть Qотраж отражается и часть Qпp пропускается сквозь тело:

Если это уравнение разделить на QnaA, получим

или

Безразмерные параметры а, r и d называются соответственно поглощательной, отражательной и пропускательной способностью.

Если а = 1 (следовательно, г = d = 0), то весь падающий поток полностью поглощается телом. Такое тело называется абсолютно черным или сокращенно черным. Если г = 1 (следовательно, а = d = = 0), то весь падающий поток полностью отражается телом. Если каждый луч рассеивается, т. е. отражается по всем направлениям, то такое отражение называется диффузным, а тело — абсолютно белым. Если d = 1 (следовательно, а = г = 0), то тело называется абсолютно прозрачным или диатермичным.

Отношение плотности излучения данного тела к плотности излучения абсолютно черного тела той же температуры называется степенью черноты: е = Е/Е0.