Характеристика теплового излучения

ИКИ — часть электромагнитного излучения с длиной волны λ=780 НМ...1000 мкм, энергия которого при поглощении вызы­вает тепловой эффект. Источником ИКИ является любое нагретое тело: нагретый металл, пламя и т. д.

Различают коротковолновое ИКИ-А (λ=780... 1400 нм), средневолновое ИКИ-В (λ= 1400...300О нм) и длинноволновое ИКИ-С (λ=3000 нм...1000 мкм).

Воздух прозрачен (диатермичен) для теплового излучения, поэтому при прохождении лучистой теплоты его температура не повышается. ИКИ поглощается предметами, нагревая их. Последние, соприкасаясь с воздухом, нагревают его. ИКИ является одной из составляющих микроклимата рабочих зон производственных помещений.

Лучеиспускающая способность определяется состоянием излучаемого тела. Лучеиспускающая способность тела пропорциональна его лучепоглощающей способности, т. е. абсолютно черное тело характеризуется наибольшим излучением. Это объ­ясняет применение поглощающей защитной одежды, светофильтров и окраски оборудования.

С повышением температуры тела интенсивность ИКИ возрастает по закону Стефана — Больцмана

І = σΤ⁴, (1)

где σ — постоянная Стефана—Больцмана (σ=5,67032*10^-8 Втм^-2 х К^-4); Т — абсолютная температура, К.

Количество тепловой энергии, передаваемой излучением, определяется по формуле

I=С₁С₂σ(T⁴ ₁- T⁴ ₂), (2)

где C₁,T₁ и С₂,Т₂ — константы и температуры излучения по­верхностей, между которыми происходит теплообмен.

Максимум энергии излучения соответствует волнам, длины которых устанавливаются по закону смещения Вина

Λ_max=C/T, (3)

где С=2880 — постоянная величина; Т — температура излучаю­щей поверхности, К.

Энергия теплового излучения может быть определена по за­висимости

I=0,78S(0,01 T⁴-110)/L², (4)

где S — площадь излучаемой поверхности, м²; L — расстояние от излучающего объекта до поверхности, м.

Из формулы (4) следует, что количество теплоты, поглощае­мой человеком, зависит от температуры и площади поверхности излучения и обратно пропорционально квадрату расстояния от источника.

В практических условиях излучение является интегральным. При температуре твердого тела 400...500 °С излучение происходит в основном в области длинных волн. В горячих цехах (литейные производства) интенсивность ИКИ составляет 1390...3500 Втм^-2. В отдельных случаях интенсивность ИКИ

достигает 10000 Втм^-2 и более.

В производственных помещениях на долю ИКИ приходится до 70 % выделяемой теплоты.