Главная  Теории теплообмена излучением 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 [ 94 ] 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156

32. Abramowitz М. A., Stegun I. A. (eds.): Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs and Mathematical Tables, Applied Mathematics .Series 55, National Bureau of Standards, 1965.

33. Wylie C. R., Jr.: Advanced Engineering Mathematics, 2d ed., McGraw, New York, 1960.

34. Перлмуттер M., Хауэлл Дж. P., Метод Монте-Карло в задаче о лучисто!! теплоотдаче в сером газе между двумя концентрическими цилиндрами. Труди амер. о-ва инж.-мех., сер. С, Теплопередача, № 2, 46 (1964).

1. Две бесконечные параллельные серые пластины.с температурами и и степенями черноты 6i и 62 отстоят друг от друга на расстоянии D. Пространство между ними заполнено серым газом с постоянным коэффициентом пог.т1ощения а. HaiiTH плотность результирующего потока излучения между пластинами и распределение температуры в газе с помощью приближения прозрачной среды.

Ответы о - °<!-> - - /€2-1/2 * *- 1/£1 + 1/е2-1 П-П -1/6 + 1/6,-1

2. Сфера, заполненная высокотемпературным оптически тонким серым газом постоянного объема,охлаждается вследствие радиационных потерь к холодной черной границе (пренебречь собственным излучением последней). В любой момент времени весь объем газа можно считать изотермическим и использовать приближение излучающего газа для расчета радиационных потерь. Теплопроводностью можно пренебречь. Записать уравнение энергии для нестационарного процесса и решить его относительно температуры газа в функции времени (начальная температура Ti).

3. Сферическая полость диаметром 0,2 м содержит серый газ с коэффициентом поглощения 10 м~. Поверхность полости черная и имеет постоянную температуру 500 К. Полость заполняется холодным газом. Используя приблинхенне холодной среды, определить поверхностную плотность потока излучения, испускаемого из небольшого отверстия.

Ответ: 1070 Вт/м^.


4. Пространство между двумя концентрическими диффyзнo-cepыJ ми цилиндрами заполнено оптически плотной неподвижной

средой, имеющей постоянный коэффициент поглощения а. Определить теп-товой поток через зазор от внутреннего цилиндра к внешнему и радиальное распределение температуры в среде, используя метод диффузии пзлучения и граничные условия со скачком.

Ответ: см. табл. 15.2.

5. Две парал.лельные серые пластины отстоят друг от друга на расстоянии 5 см. Их температуры и степени черноты равны соответственно: = 700 К, = 0,8, = 500 К, 63 = 0,3. Найти поверхностную плотность результирующего потока излучения через зазор в случаях, когда зазор вакуумирован и когда он заполнен серой средой, имеющей коэффициент поглощения а = 0,6 cм~. (Испо.льзовать приближение диффузии излучения.)

Ответы: 0,284 Вт/см; 0,174 Вт/см.

6. Две серые парал:.тельные п.тастпны с температурами я

и степенями черноты и 62 разделены оптически толстой серой средой, в которой равномерно распределены объемные источники энергии мощностью G. Найти распределение температуры в зазоре, используя приб.тижение диффузии излучения п граничные условия со скачком.

7. Две бесконечные пара.тлельные п,г1астпны отстоят друг от друга на расстоянпп D. Обе пластины имеют температуру

и степень черноты . Через зазор между ними и параллельно им течет серый газ с постоянной скоростью U. Росселандов средний коэффициент поглощения газа равен ац. Плотность газа р, теплоемкость Ср. Поверхностная плотность подводимого теплового потока к обеим пластинам q.

Пренебрегая теплопроводностью газа, получить выражение для распредстения температуры в газе с помощью приближения диффузии излучения. (Указание: см. работу [1].)

8. Большая пластина из полупрозрачного стекла лежит на листе полированного алюминия. Последний имеет температуру 444 К и степень черноты 0,03. Толщина стекла 10 см, а средний коэффициент поглощения ад = 4 см~. По наружной поверхности стекла течет жидкость, поддерживающая температуру этой поверхности равной 222 К.Какова плотность теплового потока через стеклянную пластину? Каково распределение температуры в стеклянной пластине? Пренебречь теплопроводностью стекла и для простоты предположить, что пох^азатель преломления стекла равен единице.






ВВЕДЕНИЕ В МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕОРИИ ИЗЛУЧЕНИЯ ГАЗОВ И ИХ СВОЙСТВ

16.1. ВВЕДЕНИЕ

В предыдущих главах перенос тепла излучением через поглощающую, излучающую и рассеивающую среды рассматривался главным образом с макроскопической точки зрения. Атомные и молекулярные процессы, определяющие макроскопические эффекты, были кратко освещены в гл. 13. Поскольку физические явления можно понять, изучая их на уровне атомных и молекулярных представлений, то больигая часть макроскопических эффектов может быть получена или по крайней мере объяснена исходя из фундаментальных представлений. В этой главе введены понятия о некоторых атомных и молекулярных процессах и дано их качественное описание, чтобы связать эти процессы с макроскопическим подходом. Методы количественного ана.лиза рассматриваются вкратце, поскольку предполагается, что после освоения основного материала этой главы читатель обратится за более подробной информацией к специальной литературе.

В аналитические соотноигения вместо длины волны К илп частоты v часто входит угловая частота Q = 2nv = 2яс/Х (рад/с). Это объясняется тем, что^ Q является наибо.лее простой циклической величиной, используемой в литературе, связанной по тематике с данной главой, поэтому для читателя полезно освоиться с этой величиной. При использовании Q некоторые уравнения имеют более простой вид благодаря тому, что множитель 2я исключается. В нескольких случаях применяется волновое число = = 1/Х. поскольку некоторые соотноигения в других работах содержат эту переменную величину.

16.2. ОБОЗНАЧЕНИЯ

А - площадь;

А - эффективная ширина линии или полосы; Aij - коэффициент Эйнштейна спонтанного излучения; а - коэффициент поглощения;

Вц - коэффициент Эйнштейна поглощения или индуцированного излучения;

- параметр формы линии;

- скорость света в среде;

- скорость света в вакууме;

- диаметр сталкивающихся частиц;

- энергия;

- заряд электрона;

- сила осциллятора, уравнение (16.49);

- постоянная Планка;

- модифицированная постоянная Планка;

- интенсивность излучения;

- постоянная Больцмана;

- константа разделения переменных в решении относительно г|);

- масса молекулы илп ядра;

- масса электрона;

- константа разделения переменных в решении относительно г|); масса частицы;

числовая плотность, число частиц на единицу объема; константа разделения переменных в решении относительно целое число; Р - полное давление;

р - парциальное давление; количество движения фотона; Q - поток энергии; Re - равновесное расстояние между атомами; Ку - постоянная Ридберга;

г - радиальная координата; Ге - радиус орбиты электрона; Го - классический радиус электрона; S - координата вдоль пути луча; Sij - интегральный коэффициент поглощения в линии; Т - абсолютная температура;

То - характерная температура (100 К) в табл. 16.3; t - время;

V - потенциальная энергия; объем;

V - скорость;

X = ps - массовая оптическая длина пути луча;

Ъ с

Е

е

i к I

М те mi

тр - п -



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 [ 94 ] 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов