Радиационный баланс поверхности помещения

Свойства лучистых потоков

При определении коэффициентов облученности пользуются тремя

основными свойствами лучистых потоков.

1. Свойство замкнутости лучистых потоков состоит в том, что сумма коэффициентов облученности с поверхности 1 в сторону всех окружающих поверхностей j равна единице:

2. Свойство взаимности лучистых потоков.

Согласно этому свойству поток с поверхности 1 на поверхность 2 равен потоку с поверхности 2 на 1:

3. Свойство распределительности лучистых потоков,

состоит в том, что поток от поверхности 1 к поверхности 2 может быть представлен в виде суммы потоков между отдельными частями этих поверхностей

Для инженерных расчетов в формуле удобно заменить разность четвертых степеней абсолютных температур разностью температур в первой степени в виде

Множитель b_1-2 корректирующий расхождение между этими двумя разностями температур, называют температурным коэффициентом.

Его величину при комнатных температурах можно определить как

С учетом всех изложенных упрощений количество тепла может быть определено по формуле

Эта формула получена из рассмотрения теплообмена только двух поверхностей между собой без учета излучения и участия в многократном отражении остальных поверхностей. Для точного расчета лучистого теплообмена тела со всеми окружающими его поверхностями в помещении нужно воспользоваться методикой, использующей понятие «эффективное излучение».

Общий поток лучистого тепла, покидающий поверхность, называется ее эффективным излучением Е_эф. Этот поток складывается из потоков собственного Е_соб и отраженного Е_отр излучений. Лучистый поток, приходящий на

поверхность, называется падающим Е_пад. Он складывается из частей потоков эффективного излучения всех окружающих поверхностей. Часть его остается на поверхности и является поглощенным Е_поrл излучением.

Баланс лучистого теплообмена поверхности 1 в помещении со всеми поверхностями определяется равенством

Эффективное излучение поверхности 1 равно сумме собственного

Е_собI и отраженного Е_отрl излучений:

С учетом свойства взаимности лучистых потоков имеем

Тогда баланс лучистого теплообмена поверхности 1 будет

Совместное решение уравнений позволяет установить связь между Е₀₁ (излучение абсолютно черного тела при температуре поверхности 1) и эффективным Е_эфl излучениями поверхности

Уравнения баланса лучистого теплообмена поверхности удобно записать относительно разности температур

τ₁ и τ_эф - соответствующие температуры и эффективные температуры

поверхности 1 и окружающих ее поверхностей, К;

Для инженерного расчета теплообмена в случае, когда поверхности имеют высокие значения коэффициента излучения, можно упростить постановку задачи, пренебрегая отраженным вторичным излучением. Приняв та-

кое упрощение, можно определить радиационный баланс поверхности 1 в помещении с учетом теплообмена со всеми поверхностями формулой

Для последующего упрощения расчета лучистого теплообмена поверхности в помещении удобно воспользоваться понятием радиационная температура t_R помещения. Температура t_R1 радиационная температура помещения, относительно поверхности 1 определяется как осредненная (по признаку эквивалентности лучистому теплообмену с поверхностью 1) температура всех

окружающих (поверхность 1) поверхностей в помещении.

Признак эквивалентности лучистому теплообмену достаточно полно отражает коэффициент облученности. Поэтому t_R1 определим как осредненную температуру поверхностей по коэффициентам облученности

Пользуясь понятием «радиационная температура», можно еще более

упростить расчет лучистого теплообмена в помещении и радиационный баланс поверхности в виде

Произведение величин перед разностью температур в последней формуле по физическому смыслу является коэффициентом лучистого теплообмена поверхности 1 в помещении (α_л1).

С учетом α_л1 уравнение лучистого теплообмена произвольной поверхности 1 в помещении запишем в виде

Дата добавления: 2014-12-07