2015-06-16
1436
В различных областях техники довольно часто встречаются случаи, когда требуется уменьшить передачу теплоты излучением. Например, нужно оградить рабочих от действия тепловых лучей в цехах, где имеются поверхности с высокими температурами. В других случаях необходимо оградить деревянные части зданий от энергии излучения в целях предотвращения воспламенения; следует защищать от энергии излучения термометры, так как в противном случае они дают неверные показания. Поэтому всегда, когда необходимо уменьшить передачу теплоты излучением прибегают к установке экранов. Обычно экран представляет собой тонкий металлический лист с большой отражательной способностью. Температуры обеих поверхностей экрана можно считать одинаковыми.
Рассмотрим действие экрана между двумя плоскими безграничными параллельными поверхностями, причем передачей теплоты конвекцией будем пренебрегать. Поверхности стенок и экрана считаем одинаковыми. Температуры стенок Т1 и Т2 поддерживаются постоянными, причем
T1 > Т2. Допускаем, что коэффициенты излучения стенок и экрана равны между собой. Тогда приведенные коэффициенты излучения между поверхностями без экрана, между первой поверхностью и экраном, экраном и второй поверхностью равны между собой.
|
|
|
Тепловой поток, передаваемый от первой поверхности ко второй (без экрана), определяем из уравнения
Тепловой поток, передаваемый от первой поверхности к экрану, находим по формуле
а от экрана ко второй поверхности — по уравнению
При установившемся тепловом состоянии q1э=q2э, поэтому
откуда
Подставляя полученную температуру экрана в любое из уравнений, получаем уравнение для определения лучистого потока между пластинами при наличии экрана:
(8.39)
Сравнивая первое и последнее уравнения, находим, что установка одного экрана при принятых условиях уменьшает теплоотдачу излучением в два раза:
(8.40)
Можно доказать, что установка двух экранов уменьшает теплоотдачу втрое, установка трех экранов уменьшает теплоотдачу вчетверо и т. д. Значительный эффект уменьшения теплообмена излучением получается при применении экрана из полированного металла, тогда
(8.41)
где С'пр — приведенный коэффициент излучения между поверхностью и экраном; Спр — приведенный коэффициент излучения между поверхностями.
