«Лучистый теплообмен»

радиационный теплообмен, осуществляется в результате процессов превращения внутренней энергии вещества в энергию излучения, переноса энергии излучения и её поглощения веществом. Протекание процессов Л. т. определяется взаимным расположением в пространстве тел, обменивающихся теплом, свойствами среды, разделяющей эти тела. Существенное отличие Л. т. от других видов теплообмена (теплопроводности (См. Теплопроводность), конвективного теплообмена (См. Конвективный теплообмен)) заключается в том, что он может протекать и при отсутствии материальной среды, разделяющей поверхности теплообмена, так как осуществляется в результате распространения электромагнитного излучения.

Лучистая энергия, падающая в процессе Л. т. на поверхность непрозрачного тела и характеризующаяся значением потока падающего излучения Q_пад, частично поглощается телом, а частично отражается от его поверхности (см. рис.).

Поток поглощённого излучения Q_погл определяется соотношением:

Q_погл = А Q_пад,

где А — поглощательная способность тела. В связи с тем, что для непрозрачного тела

Q_пад = Q_погл + Q_oтр,

где Q_oтр — поток отражённого от поверхности тела излучения, эта последняя величина равна:

Q_oтр = (1 — А) Q_пад,

где 1 — А = R — отражательная способность тела. Если поглощательная способность тела равна 1, а следовательно, его отражательная способность равна 0, то есть тело поглощает всю падающую на него энергию, то оно называется абсолютно чёрным телом (См. Абсолютно чёрное тело).

Любое тело, температура которого отлична от абсолютного нуля, испускает энергию, обусловленную нагревом тела. Это излучение называется собственным излучением тела и характеризуется потоком собственного излучения Q_соб. Собственное излучение, отнесённое к единице поверхности тела, называется плотностью потока собственного излучения, или лучеиспускательной способностью тела. Последняя в соответствии со Стефана — Больцмана законом излучения (См. Стефана - Больцмана закон излучения)пропорциональна температуре тела в четвёртой степени. Отношение лучеиспускательной способности какого-либо тела к лучеиспускательной способности абсолютно чёрного тела при той же температуре называется степенью черноты. Для всех тел степень черноты меньше 1. Если для некоторого тела она не зависит от длины волны излучения, то такое тело называется серым. Характер распределения энергии излучения серого тела по длинам волн такой же, как у абсолютно чёрного тела, то есть описывается Планка законом излучения (См. Планка закон излучения). Степень черноты серого тела равна его поглощательной способности.

Поверхность любого тела, входящего в систему Л. т., испускает потоки отражённого излучения Q_oтр и собственного излучения Q_coб; суммарное количество энергии, уходящей с поверхности тела, называется потоком эффективного излучения Q_эфф и определяется соотношением:

Q_эфф = Q_oтр + Q_coб.

Часть поглощённой телом энергии возвращается в систему в виде собственного излучения, поэтому результат Л. т. можно представить как разность между потоками собственного и поглощённого излучения. Величина Q_peз = Q_coб — Q_погл называется потоком результирующего излучения и показывает, какое количество энергии получает или теряет тело в единицу времени в результате Л. т. Поток результирующего излучения можно выразить также в виде Q_peз = Q_эфф — Q_пад, то есть как разность между суммарным расходом и суммарным приходом лучистой энергии на поверхности тела. Отсюда, учитывая, что Q_пад = (Q_coб — Q_peз) / А, получим выражение, которое широко используется в расчётах Л. т.:

Задачей расчётов Л. т. является, как правило, нахождение результирующих потоков излучения на всех поверхностях, входящих в данную систему, если известны температуры и оптические характеристики всех этих поверхностей. Для решения этой задачи, помимо последнего соотношения, необходимо выяснить связь между потоком Q_пад на данную поверхность и потоками Q_эфф на всех поверхностях, входящих в систему Л. т. Для нахождения этой связи используется понятие среднего углового коэффициента излучения, который показывает, какая доля полусферического (то есть испускаемого по всем направлениям в пределах полусферы) излучения некоторой поверхности, входящей в систему Л. т., падает на данную поверхность. Таким образом, поток Q_пад на какие-либо поверхности, входящие в систему Л. т., определяется как сумма произведений Q_эфф всех поверхностей (включая и данную, если она вогнутая) на соответствующие угловые коэффициенты излучения.

Л. т. играет значительную роль в процессах теплообмена, происходящих при температурах около 1000 °С и выше. Он широко распространён в различных областях техники: в металлургии, теплоэнергетике, ядерной энергетике, ракетной технике, химической технологии, сушильной технике, гелиотехнике.

Лит.: Невский А. С., Теплообмен излучением в металлургических печах и топках котлов, Свердловск, 1958; Блох А. Г., Основы теплообмена излучением, М. — Л., 1962; Исаченко В. П., Осипов В. А., Сукомел А. С., Теплопередача, М., 1969.

В. А. Арутюнов.

Схематичное изображение потоков излучения при лучистом теплообмене.

ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН - то же, что радиационный теплообмен.

перенос теплоты с поверхности (на поверхность) конструкции за счет электромагнитного излучения. (Смотри: МГСН 2.01-99. Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению.)Источник:"Дом: Строительная терминология", М.: Бук-пресс, 2006.

radiant heat exchange

radiant heat exchange

ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН

(радиационный теплообмен, лучистый перенос), перенос энергии от одного тела к другому (а также между частями одного и того же тела), обусловленный процессами испускания, распространения, рассеяния и поглощения эл.-магн. излучения. Каждый из этих процессов подчиняется определ. закономерностям. Так, в условиях равновесного теплового излучения испускание и поглощение подчиняются Планка закону излучения, Стефана — Больцмана закону излучения, Кирхгофа закону излучения; распространение эл.-магн. излучения — закону независимости лучистых потоков (принцип суперпозиции). Рассеяние и поглощение в общем случае определяются свойствами в-ва (составом, темп-рой, плотностью).

Существ. отличие Л. т. от др. видов теплообмена (конвекции, теплопроводности) заключается в том, что он может протекать при отсутствии матер. среды, разделяющей поверхности теплообмена, т. к. эл.-магн. излучение распространяется и в вакууме. Важной хар-кой Л. т. явл. пробег излучения — ср. путь, проходимый фотоном без вз-ствия с в-вом, он зависит от плотности среды, в к-рой происходит распространение излучения, и степени её непрозрачности.

Л. т. между разл. телами происходит в природе постоянно; теория Л. т. имеет фундам. значение для описания теплофиз. процессов, а также для расчёта внутр. строения звёзд, физики звёздных атмосфер и газовых туманностей. (см. ПЕРЕНОС ИЗЛУЧЕНИЯ).

ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН (радиационный теплообмен), вид переноса ЭНЕРГИИ через атмосферу или космическое пространство. Энергия Солнца достигает Земли путем лучистого обмена или как ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, а также как излучение в видимой части спектра и другие ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ. Бытовые электронагревательные приборы нагревают воздух путем лучистого теплообмена, но также и путем КОНВЕКЦИИ.

лучи́стый теплообме́н

то же, что радиационный теплообмен.

* * *

ЛУЧИ́СТЫЙ ТЕПЛООБМЕ́Н, то же, что радиационный теплообмен(см. РАДИАЦИОННЫЙ ТЕПЛООБМЕН).

радиационный теплообмен, теплообмен излучением, - теплообмен между телами, осуществляющийся вследствие испускания и поглощения ими электромагнитного излучения. Л. т. может происходить при отсутствии промежуточной среды (напр., обогрев Земли вследствие поглощения падающего на неё излучения Солнца). Обычно Л. т. сопровождается конвективным теплообменом и явлением теплопроводности. Л. т. эффективен лишь при достаточно высоких темп-pax тел. В технике Л. т., в т. ч. ИК лучами, широко используется в печах, сушилках, паровых котлах и т. д. Большую роль Л. т. играет в метеорологии, космич. технике, гелиотехнике и др.

radiant heat exchange

* * *

radiant heat exchange

scambio termico per radiazione

промени́стий теплоо́бмін

промени́стий теплоо́бмін

то же, что радиационный теплообмен.