Основные понятия и определения

Любое тело, имеющее отличную от абсолютного нуля температура, излучает энергию в виде электромагнитных волн с длиной волны от нуля до бесконечности. В зависимости от агрегатного состояния вещества его излучение может быть сплошным (твердые вещества, жидкости) и дискретным (пары и газы). Тепловым излучением называют излучение в видимом (длина волны = 0,4-0,75 мкм) и ближнем инфракрасном ( = 0,75-2,5 мкм) спектральном диапазоне.

Интегральную плотность излучения можно определить по закону Стефана-Больцмана:

q = · q ⁰ = · ₀· T ⁴ (5.1)

где q - интегральная плотность излучения, Вт/м²

₀ – константа Стефана-Больцмана, равная 5,67·10^-8 Вт/(м²·К⁴);

– степень черноты;

Т – температура излучающего тела, К.

Для удобства инженерных расчетов формулу (3.1) обычно представляют в виде:

q = · С ₀·(T /100)⁴, (5.2)

где С ₀=5,67 Вт/(м²·К⁴) носит название константа излучения абсолютно черного тела (АЧТ).

Приведенные выше формулы характеризуют полусферическое собственное излучение тела q ^соб. Однако в практических расчетах интерес представляет доля полусферического излучения тела (например, раскаленного сляба), падающего на какую-нибудь поверхность (окно кабины оператора, лицо рабочего и т.п.). Эта доля характеризуется угловым коэффициентом излучения , равным:

= q ^пад/ q ^соб (5.3)

где - угловой коэффициент излучения;

q ^пад - плотность теплового потока падающего излучения, Вт/м²;

Из формулы (5.3) следует, что:

q ^пад = · q ^соб = · · ₀· T ⁴ (5.4)

Величину плотности теплового потока падающего излучения q ^пад в охране труда называют облученностью.

Падающий на поверхность тела поток излучения частично поглощается, частично отражается, а остаток проходит сквозь тело и в соответствии с законом сохранения энергии:

Q ^пад = Q ^погл + Q ^отр + Q ^проп (5.5)

где Q ^пад - падающий на поверхность тела поток излучения, Вт;

Q ^погл – поглощенный телом поток излучения, Вт;

Q ^отр – отраженный телом поток излучения, Вт;

Q ^проп – пропущенный сквозь тело поток излучения, Вт.

или:

1 = A + R + D (5.6)

где А = Q ^погл /Q ^пад – поглощательная способность тела;

R = Q ^отр /Q ^пад – отражательная способность тела;

D = Q ^проп /Q ^пад – пропускательная способность тела (среды);

Для АЧТ R = D = 0 и A = 1, т.е. АЧТ поглощает все падающее на нее излучение.