Емисията на реални тела

Емисията на реални органи е различен от абсолютно черно тяло радиация, както в спектралния състав - функция ум и по размер (Фигура 6.4 а). На равни температури реални тела излъчват топлинна енергия по-малка от абсолютно черно тяло. И по този начин максимално на спектралната плътност на радиация поток на метал измества към късовълнова част на спектъра, а диелектрици - към частта на дълга дължина на вълната на спектъра спрямо максималната спектрална плътност на абсолютно черно тяло радиация поток.

Фигура 6.4. Разпределението на енергия спектрална радиация (а)

и степента на чернота (б) на различните органи:

1 - абсолютно черно тяло; 2 - метал; 3 - изолатор; 4 - сив тяло

За да се характеризира излъчването на реални тела въвежда концепцията за спектрален емисивност което е характерно за отношенията между спектралната плътност на собствени недвижими тяло радиационни потоци и на абсолютно черно тяло:

Съотношение варира между 0 и 1 за всяка дължина на вълната # 955; Той описва съотношението на която е даден орган на абсолютно черно тяло при същата температура. Промяна на спектрална излъчването на различни органи, показани на фиг. 6.4 б. От формула (6.16) следва, че спектрален излъчвателната на абсолютно черно тяло е единство.

Спектралният излъчвателната на реалната непрозрачен тялото зависи от дължината на вълната, естеството на тялото, повърхността му състояние и температурата.

А черното поглъща инцидент излъчване () и също е перфектен източник на замърсяване, което. Този факт показва, че реалните органи, както и между капацитета на излъчвателна и усвояване има уникална връзка. Тази връзка създадена немски физик Кирхоф през 1859 г., и по тази причина той се нарича закон на Кирхоф. Според плътност право връзка собствен спектрална радиация поток Кирхоф (спектралната емисия) на тялото си абсорбция е постоянна и равна на абсолютно черно тяло плътност поток спектрален като същата температура:

Сравняване на изразите (6.16) и (6.17), е лесно да се заключи, че абсорбцията е равна на спектрална излъчвателната:

Уравнение (6.17) е резултат от закон на Кирхоф и строго валидни в рамките на местното термодинамично равновесие между радиация и значение, които на практика не се осъществява. Въпреки това, поемането на местната термодинамично равновесие при изчисляването на радиационното пренос на топлина се потвърждава и от експерименти.

Концепцията на сиво тяло

индукция собственото тяло радиация в тесен спектрален диапазон елементарен - спектралната плътност на топлинния поток може да бъде изчислена като се използва формулата (6.16):

След това, след като е установил експериментално зависимостта на спектралната излъчването на дължина на вълната и температура за даден материал, е възможно да се намери и емисионна способност на недвижим тяло:

Този подход за изчисляване на присъщата излъчване на реални органи е много сложна, поради необходимостта от експериментално определяне на спектрите на емисиите на реални органи, които са при дадена температура зависи не само от естеството на веществото, но и на неговата структура и повърхност състояние. Ето защо, в инженерни изчисления с цел опростяване, като правило, излъчването на реалните тела се моделира идеален сиво тяло радиация. Грей тяло радиация има всички качества на абсолютно черно тяло радиация. Спектърът на сиво тяло радиация е подобен на абсолютно черно тяло радиация спектър (пунктирана линия на фиг. 6.4, а), и спектралната плътност радиация поток на по-малко на абсолютно черно тяло спектрална плътност радиация поток в същия брой пъти. Т.е. Спектралният излъчвателната на сиво тяло при дадена температура не зависи от дължината на вълната: (. Пунктираната линия на фигура 6.4, б). В сиво тяло емисивност е равна на:

Във формула (6.21): s0 = 5,67 х 10 -8 W / (m 2 * K 4) - Stefan-Boltzmann константа; = 5,67 W / (m 2 * K 4) - абсолютно черно тяло излъчвателна сиво тяло; - сив радиация коефициент тяло, W / (m 2 K х 4); - неразделна емисивност на тялото. Формула (6,21), които са неразделна излъчвателна равен на съотношението излъчвателната на сиво тяло (Е) на излъчването на абсолютно черно тяло ():

Интегрална излъчвателна сиво тяло или на излъчването на тялото зависи от естеството, състоянието и температурата на повърхността.

закон на Кирхоф за сиво тяло приема формата:

и формулирани като следва: "съотношението на плътността на присъщата радиация поток (излъчвателна) на сиво тяло своята абсорбция е постоянна и равна на абсолютно черно тяло плътността на радиация поток при температура състояние на равенството на двата органа."

Сравняване на изразите (6,22) и (6,23), можем да заключим, че излъчването на сивата тялото е равна на капацитет за усвояване:

Скъпи студенти от отдела за кореспонденция!

1. Освен това, разбира се материал е представен в методическите указания "Теоретични основи на топлина. Част 3: Топло и масопренасяне "в учебника. Isachenko VP Osipova VA Sukomel AS Топлопренасяне: учебник за университетите. - М. Energoizdat 1981.

2. Материалът в този раздел ще се промени, когато той е готов за печат лекции.

С уважение, професор VV Buhmirov