Примеры решения задач. Задача 1. Определить потери тепла лучеиспусканием с поверхности стальной трубы диаметром d = 0,070 м и длиной l = 3 м

Задача 1. Определить потери тепла лучеиспусканием с поверхности стальной трубы диаметром d = 0,070 м и длиной l = 3 м. Труба находится в большом помещении, температура трубы t1 = 227° C, температура стенок помещения t2 = 20° C. Так как площадь поверхности трубы незначительна по сравнению с площадью поверхности стенок помещения S1 << S2, то приведенная степень черноты системы будет равна степени черноты трубы. eп = e1 = 0,80. Тогда общие потери тепла трубой составят

Задача 2. Определить потери тепла излучением с поверхности трубы диаметром d = 0,076 м и длиной l = 3 м, если труба находится в кирпичном канале сечением 0,2×0,2 м, температура трубы t1 = 227° C, температура стенок канала t2 = 27° C. Так как площади поверхностей, обменивающихся лучистыми потоками, соизмерима, то определяем приведенную степень черноты системы по уравнению (5.13), определив перед этим e1 = 0,8 и e2 = 0,93, а также F1 = pdl = 3,14·0,076·3 = 0,716 м² и F2 = 4·0,2·3 = 2,4 м².

.

Тепловой поток, отдаваемый излучением

Вт.

Задача 3. Определить количество теплоты при лучеиспускании от газов на 1 м² поверхности газохода ДВС. Средняя температура газов Tг = 800 К, средняя температура поверхности газохода Tст = 800 К, степень черноты газов eг = 0,22, степень черноты поверхности газохода eст = 0,88. Находим приведенную степень черноты системы стенка-газ:

.

Количество тепла от газов к 1 м² поверхности газохода

Вт/м².

Контрольные вопросы

1. Что такое лучистый теплообмен? Какова его природа?

2. Чем отличается абсолютно чёрное тело от абсолютно белого и абсолютно прозрачного?

3. Что такое эффективное, и что такое результирующее излучение?

4. Сформулируйте закон Стефана-Больцмана. Запишите зависимость для расчёта плотности теплового потока.

5. Сформулируйте закон Вина.

6. Что такое степень черноты?

7. Запишите закон Кирхгофа.

8. Что такое приведенная степень черноты системы из двух тел?

9. Чем отличаются процессы теплового излучения газов от излучения твёрдых тел?

10. Как рассчитать лучистый тепловой поток в системе «газ - стенка»?