Cтраница 1
Перенос энергии излучения имеет важное значение при решении многих задач прикладных наук. Примерами, интересными с практической точки зрения, являются теоретические расчеты переноса тепла, измерения температуры пламен, определение состава газа и возбуждения за фронтом ударных волн, а также спектральный анализ изотермических многокомпонентных газовых смесей. Обычно удовлетворительное ( теоретическое) описание указанных явлений возможно только для равновесного ( теплового) излучения. Поэтому курс по применению теории переноса энергии излучения целесообразно начать с обзора основных законов и описать в общих чертах ( качественно) методы, применяемые при расчетах характеристик теплового излучения. [1]
Уравнение переноса энергии излучения входит в систему уравнений, определяющих термодинамическое состояние и условия движения среды. Система замыкается уравнением энергии, которое записывается для результирующих потоков энергии, связанных с различными процессами ее переноса и химико-физическими превращениями в среде, существенно влияющими на условия теплообмена. Уравнение энергии, таким образом, представляет собой математическую запись закона сохранения и превращения энергии для всех ее видов в рассматриваемом процессе. [2]
Теория переноса энергии излучения представляет собой обобщение радиометрии, которую мы обсудили в предыдущих разделах. Простая радиометрическая модель (5.7.36) для скорости, с которой энергия излучается из элемента плоского источника, становится более расширенной в том смысле, что энергетическая яркость обобщается на величину поля. Элементом поверхности da может быть любая часть ( вообще говоря, фиктивной) поверхности в области пространства, в котором находится излучение. Тогда, вместо яркости, обычно говорят о плотности потока излучения. Мы будем обозначать плотность потока как / ( r s), где г означает радиус-вектор элемента da, a s означает единичный вектор, задающий направление. В соответствии с моделью переноса излучения можно считать, что энергия передается через элемент поверхности da вдоль пучка света. [3]
Уравнения переноса энергии излучения, полученные по волновой и квантовой теориям, оказываются тождественными. [4]
При переносе энергии излучения в слое нетеплопроводной среды конечной оптической толщины на границе среда - стенка возникает разрыв температурного поля. [5]
![]() |
Коэффициент теплового излучения ЕГОО для газовых слоев Н2О и СО2 бесконечной протяженности. [6] |
На практике перенос энергии излучения между газом и поверхностью твердого тела всегда сопровождается также теплопроводностью и конвекцией. Такой суммарный процесс называется сложным теплообменом. Действительный механизм одновременно протекающих процессов излучения, конвекции и теплопроводности таков, что при строгом его рассмотрении необходимо учитывать одновременно все виды переноса энергии в каждом элементарном объеме системы. [7]
![]() |
Спектральная степень черноты. [8] |
При расчетах переноса энергии излучения в топочной камере, особенно при расчетах зонального теплообмена, необходимо знать также поглоща-тельную способность газов по отношению к их собственному тепловому излучению. Эта величина существенно отличается от рассмотренной выше поглощательной способности газа по отношению к излучению абсолютно черного тела. [9]
Под процессом переноса энергии излучения принято понимать собственное излучение, поглощение, а также многократные отражения на границе и рассеивания в объеме среды. [10]
Волновая теория переноса энергии излучения, несмотря на некоторые ее недостатки, имеет преимущества в инженерных расчетах перед квантовой теорией. [11]
Для условий переноса энергии излучения структуры первого и второго типа можно условно рассматривать как системы непрозрачных и частично прозрачных экранов. [12]
В выражение для переноса энергии излучения, записанное в предположении справедливости закона косинуса, входит константа пропорциональности. Покажем, что она равна светимости, деленной на я. Этот результат легко получить, рассматривая черный излучатель с элементарной площадкой ЛАг ( фиг. [13]
Для совместного решения уравнения переноса энергий излучения и уравнения энергии используются данные о термодинамическом состоянии среды, определяемые системой соответствующих уравнений. [14]
Помимо рассмотренных величин, характеризующих перенос энергии излучения, важное значение имеют величины, характеризующие перенос импульса ( количества движения), связанного с излучением. Поскольку каждый фотон обладает импульсом, то в процессе теплообмена излучением наряду с переносом энергии происходит перенос импульса. [15]