Тема 16. Сложный теплообмен в поглощающих средах

Программа

Поглощение, рассеивание и излучение энергии в газовых смесях. Коэффициент поглощения: объемная интенсивность собственного излучения среды. Закон Бугера. Излучение Бугера. Излучение и поглощение различных сред; спектры поглощения многоатомных газов, коэффициенты черноты, излучения углекислоты, водяного пара, их смеси, сажистых и запыленных газовых сред. Средняя оптическая длина пути лучей и способы ее определения. Расчет лучистого теплообмена между излучающей средой и поверхностью твердого тела. Коэффициент лучистого теплообмена. Сложный теплообмен как совокупность протекающих процессов теплопроводности, конвекции и излучения.

Литература:[1, гл.18].

Методические указания

Перед изучением темы полезно повторить подраздел "Объемное излучение". Необходимо освоить новые понятия – коэффициент поглощения среды, коэффициент ослабления среды, оптическая толщина среды – и их взаимосвязь. Следует обратить внимание на важную роль закона Кирхгофа, используемого в теме для установления связи между излучательными и поглощательными свойствами полупрозрачных сред.

Вопросы для самопроверки

1. Верно ли, что α_λ – спектральный коэффициент поглощения среды – измеряется в метрах в минус первой степени (м ^–1)?

2. Может ли поглощательная способность среды принимать значения больше единицы?

3. Верно ли, что оптическая толщина среды L выражается в единицах длины?

4. Верно ли, что интенсивность излучения в поглощающей среде по закону Бугера тем слабее, чем больше оптическая толщина среды?

5. Верно ли, что излучательная способность одно- и двухатомных газов выше, чем у многоатомных газов?

6. Верно ли, что поглощательная способность одно- и двухатомных газов выше, чем у многоатомных газов?

7. Увеличивается ли поглощательная способность газа по мере увеличения плотности газа при сохранении толщины слоя?

8. Увеличивается ли поглощательная способность газа по мере увеличения давления газа при сохранении толщины слоя?

9. Может ли степень черноты газа падать по мере увеличения температуры газа при постоянной величине произведения (pl)?

10. Верно ли, что степень черноты углекислого газа толщиной 5 м при парциальном давлении 0,2 · 10⁵ Па и при температуре 1600^°С больше, чем 0,1?

11. Верно ли, что в случае радиационно-кондуктивного теплообмена радиационный перенос теплоты может быть больше, чем перенос теплопроводностью?

12. Верно ли, что в случае радиационно-кондуктивного теплообмена через оптически тонкий слой плотность радиационного потока тем больше, чем больше поглощательная способность стенок, ограничивающих слой?

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергоиздат, 1981.

2. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. М.: Энергоиздат,1980.

Дополнительная

3. Орехов А.Н., Сабуров Э.Н. Теплообмен излучением: Методические указания к изучению раздела лекционного курса "Тепломассообмен" - Архангельск: РИО АЛТИ, 1987.

4. Цветков Ф.Ф., Григорьев Б.А. Тепломассообмен: Учебное пособие для вузов. – 2-е изд. испр. и доп. – М.: Изд-во МЭИ, 2005. –550 с.

5. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977.

6. См. рекомендованный на лекции список литературы.

ЗАДАНИЕ "Расчет радиационного теплообмена"

Ответить на вопросы самопроверки (кратко: да, нет + пояснение одним предложением), решить задачи [2]:

10 - 7 t₀ = (1300 + 10N_вар^* · N_гр) °С

10 – 20 t₁ = (90 + N_вар · N_гр) °С

10 – 37 t₂ = (230 + N_вар · N_гр) °С

11 – 5 V= (10 + 0,1N_вар · N_гр) м³; F = (26 + 0,1N_вар. ·N_гр) м²

11 – 11 ε_ст = (0,5 + 0,01 N_вар · N_гр)

и оформить как РГР.

----------------------------------

* - N_вар соответствует двум последним цифрам шифра.

Поиск по сайту: