Примеры решения задач

Практическая работа №15

Тема: Изучение процесса теплообмена излучением между телами

Цель: Изучить процесс теплообмена излучением меду телами, научиться применять основные законы теплового излучения

Оснащение: Методические указания для выполнения работы. Варианты заданий.

Литература:

1. В. Н. Луканин. Теплотехника. Москва,Высшая Школа, 2009 г

2. Ерофеев В. Л., Семенов П. Д., Пряхин А. С. Теплотехника. Москва, Икц «Академкнига», 2008 г.

3. В. Г. Ерохин, М. Г. Маханько. Сборник задач по основам теплотехники и гидравлики. Москва, Энергия, 1972 г.

Контрольные вопросы:

1. Что такое лучистая тепловая энергия?

2. Как определяется степень черноты тела

3. Закон Планка

4. Закон Релея

5. Закон Вина

6. Закон Стефана-Больцмана

7. Закон Кирхгофа

Порядок выполнения работы:

1. Изучаем методические рекомендации к работе.

2. Знакомимся с примерами решения заданий.

3. Выписываем необходимые для решения заданий формулы.

4. В соответствии с вариантом задания производим расчеты.

5. Делаем выводы.

Краткие теоретические сведения

Лучистый теплообмен — перенос тепловой энергии в виде электромагнитных волн между двумя взаимно излучающими поверхностями. Интенсивность излучения зависит от взаимного расположения поверхностей, излучательной и поглощательной способности тел. Отличается от теплопроводности и конвекции тем, что теплота в этом случае может передаваться через вакуум. Сходство же его с другими способами передачи тепла в том, что он тоже обусловлен разностью температур. Тепловое излучение — это один из видов электромагнитного излучения. Другие его виды — радиоволновое, ультрафиолетовое и гамма-излучения — возникают в отсутствие разности температур.

Закон смещения Вина:

Определяя по (11.4) вели-

Закон Стефана-Больцмана:

Закон Ламберта.

Чающей поверхности тела.

Примеры решения задач

Условие задачи: Трубопровод диаметром d=120мм проложен в канале размером АхВ=400х400 мм. Определить потерю теплоты излучением 1м трубопровода, если температура поверхности его изоляции t₁=127°С, а внутренней поверхности кирпичной кладки канала t₂=27°С. Степень черноты поверхностей одинаковы и равны ε₁=ε₂=0,93.

Решение:

Задания

1. Обмуровка топочной камеры парового котла выполнена из шамотного кирпича, а внешняя обшивка – из листовой стали. Вычислить потери теплоты в окружающую среду с единицы поверхности в единицу времени в условии стационарного режима за счет лучистого теплообмена между поверхностями обмуровки и обшивки. Температура внешней поверхности обмуровки t₁,°С, а температура стальной обшивки t₂,°С, степень черноты шамота ε_ш=0,85; листовой стали ε_с=0,58.

Недостающие исходные данные взять из таблицы 1.

Таблица 1. Исходные данные

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
, ⁰С	190	110	130	150	170	90	110	130	150	170	100	140	160	120	180
, ⁰С	50	60	50	55	45	47	49	80	95	58	67	65	73	82	91

2. Определить, какую долю излучения, падающего от абсолютно черного источника, будет отражать поверхность полированного алюминия при температуре t, ºС, если известно, что при этой температуре излучательная способность поверхности Е, Вт/м². Температура источника черного излучения равна температуре поверхности алюминия.

Недостающие исходные данные взять из таблицы 2.

Таблица 2. Исходные данные