* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
ТЕПЛООБМЕН
ИЗЛУЧЕНИЕМ
153
поглощения, а отношение ффициентом отражения;
A +
—
R—коэ
очевидно,
R=I
Излучение называется монохромати ческим, если оно отвечает какой-либо определенной частоте колебаний или длине волны (точнее — узкому интервалу длин волн). Излучение, отвечающее длинам волн от 0 до оо, называется интегральным. Количество энергии интегрального излучения, исходящего с поверхности излучающего тела в единицу времени, называется лучистым потоком. Лучистый поток, исходящий с единицы поверхности излучающего тела по всем направлениям полупространства (полу сферы), называется плотностью полу сферического излучения E = dQ dF ккал!м
2
т. е. максимум интенсивности излучения абсолютно черного тела с увеличением температуры перемещается в сторону б о л е е коротких волн (закон Вина). Плотность излучения черного тела (интегральная) „ Г
X=O
.„
2тсб£4
15Л8С2
или E
0
= 5,672 • Т*
эрг/см*-сек.
Таким образом, плотность излучения черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры (закон Стефана — Больцмана). В техни ческой системе единиц плотность излу чения черного тела ккал/м
0 2 г
-час,
4
(28)
• час.
Отсюда следует, что лучистый поток, исходящий со всей поверхности излу чающего тела, Q = ^EdF ккал/час.
Тело, полностью поглощающее все падающее на него излучение, назывется абсолютно черным. Для черного тела - 4 — 1 . Пусть dE — та часть плотности излу чения абсолютно черного тела, которая слагается из энергии колебаний в интер вале длин волн от X до \ + dk\ тогда по закону Планка
x
где С = 4 , 9 0 ккал/м -час; K —коэффи циент излучения черного тела; Г — т е м пература тела в ° К . Т е л о , поглощающее одну и ту же д о л ю падающего на него излучения при всех длинах волн, называется серым. Для се рых тел А < 1 и не зависит от темпе ратуры. Излучение, испускаемое телом, назы вается собственным, если оно зависит только от температуры и природы дан* ного тела. Собственное излучение воз можно лишь для единичного тела, не находящегося в состоянии лучистого обмена с другими телами. П о закону Кирхгофа плотность соб ственного излучения серого тела
E = AE ,
Q
(29)
J f i
t
-
2
" :
A
;
c
2
X
"
5
л.
1
е х р
(шО -
где Л — постоянная Планка; h = 6,624 X XlO эрг сек; с = 2,99776-101° см/сек— скорость света; \ — длина волны в см; Jt — 1 , 3 8 0 4 7 - I O эрг/град — постоянная Больцмана; T К — абсолютная темпера тура черного тела.
- 2 7 - 1 6 0
т. е. серое тело излучает тем б о л ь ш е энергии, чем б о л ь ш е его коэффициент поглощения А. Так как Л < I то всегда E < ^ E Q . И з формулы (29) видно, что для серых тел коэффициент А численно равен
1
E
отношению - ^ - = е. пенью и (29) следует, что
о
называемому Из формул
сте¬ (28>
черноты тела.
Величина — г г , называемая спектра л ьак ной интенсивностью, имеет максимум, отвечающий длине волны 0,2897
^max
Е
А
С
(та)' =
е С
° (таУ
(30
>
СМ,
Большинство технйческих материалов можно приближенно рассматривать как серые тела. А и е для них в общем слу чае зависят от природы тела, характера поверхности и температуры. Значения в для различных тел приведены в табл. 2 8 .