Радиационный теплообмен. Зональный метод расчета радиационного теплообмена. (Тема 3. Лекции 12,13) презентация

Тема 3. Радиационный теплообмен Лекции 12, 13

§ 5. Зональный метод расчета радиационного теплообмена При фундаментальной постановке задачи для всех зон известны Тi и i и требуется найти или . При смешанной постановке – для n1 зон заданы Тi и i и требуется найти или , а для n2 = n – n1 зон заданы и i и требуется найти Тi. Рассмотрим фундаментальную постановку задачи. На i-тую зону падает поток излучения , где k=1,2,…,n. Здесь и неизвестны.

Определив из системы слайда 3, по формуле слайда 4 можно найти . Определив из системы слайда 3, по формуле слайда 4 можно найти . Из последнего выражения следует, что . ()

Определив отсюда , по уравнению () найдем Тi : Определив отсюда , по уравнению () найдем Тi : .

§ 6. Радиационный теплообмен в системах с диатермической средой А. Замкнутая система из 2 серых тел Рассмотрим фундаментальную постановку задачи:

( воспользуемся формулой ( воспользуемся формулой и учтем, что ) ( по свойству замкнутости, 12 = 1 – 11 ) ( воспользуемся формулой (): )

( учтем, что ; ; ( учтем, что ; ; и ) . По свойству взаимности, F2  21 = F1  12.

Окончательно получим Окончательно получим . , где – приведенная степень черноты.

Для примера А) § 10 (система из 2 параллельных бесконечных пластин) 12 = 21 = 1 и Для примера А) § 10 (система из 2 параллельных бесконечных пластин) 12 = 21 = 1 и . Для примера Б) § 10 (система из 2 концентрических сфер или внутренняя поверхность сферического сегмента и его основание) 12 = 1 и . Следовательно .

Б. Действие экранной теплоизоляции Б. Действие экранной теплоизоляции Рассмотрим стационарный РТО в системе из 2 бесконечных серых пластин, между которыми установлен непрозрачный высокотеплопроводный тонкий экран.

При наличии экрана, плотность результирующего теплопотока на экране, обусловленного его теплообменом с пластиной 2, При наличии экрана, плотность результирующего теплопотока на экране, обусловленного его теплообменом с пластиной 2, . Рассматривая РТО между экраном и пластиной 1, аналогично можно записать: . Поскольку экран не накапливает теплоту, .

Подставив последнее выражение в предыдущую формулу, найдем величину плотности результирующего теплопотока Подставив последнее выражение в предыдущую формулу, найдем величину плотности результирующего теплопотока в системе 2 бесконечных пластин при наличии между ними экрана: .

В. Излучение через окна печи В. Излучение через окна печи

Для рассматриваемых условий справедлива следующая система уравнений Для рассматриваемых условий справедлива следующая система уравнений ( при записи воспользуемся формулой из решения смешанной постановки задачи РТО со слайда 6: ):   . По свойству замкнутости 21 + 22 + 23 = 1, а из-за симметричности системы 21 = 23, следовательно, 1 – 22 = 2  23 .

Тогда Тогда .

Для рассматриваемой системы 12 = 1 – 13, 32 = 1 – 31, а из-за симметричности системы 31 = 13 . Для рассматриваемой системы 12 = 1 – 13, 32 = 1 – 31, а из-за симметричности системы 31 = 13 . Тогда , .

§ 7. Радиационный теплообмен в системе серых тел, заполненных поглощающе-излучающей средой

Изменение яркости излучения обусловлено как поглощением и рассеиванием энергии, что вызывает ослабление энергии излучения Изменение яркости излучения обусловлено как поглощением и рассеиванием энергии, что вызывает ослабление энергии излучения QОСЛ = k  B  d  dF  ds , где k =  +  – коэффициент ослабления, м–1;  – коэффициент поглощения, м–1;  – коэффициент рассеяния, м–1, так и собственным излучением среды, вызывающим , где СОБ – плотность потока объемного излучения, Вт/м3.