Теплоотдача Q (consumed energy( - Heating)

Законы теплового излучения. Уравнения теплового движения

Между способностями теплового излучения тела и его поглощения существует связь, выражаемая законом Кирхгофа. Отношение спектральной плотности энергетической светимости к величине монохроматического коэффициента поглощения не зависит от природы тела и является универсальной функцией длины волны и абсолютной температуры (е) [29]:

Если применить этой закон к абсолютно черному телу, для которого = 1, то получим Т) — s(X, Т). Таким образом, получается, что универсальная функция в правой части (9) представляет собой спектральную плотность энергетической светимости абсолютно черного тела. Атомы и молекулы любого тела излучают электромагнитные волны, уносящие с собой часть внутренней энергии тела. Энергетическая светимость повышается при увеличении температуры тела. Для абсолютно черного тела, справедлив закон Стефана - Больцмана: Энергетическая светимость абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры.

где а - постоянная Стефана - Больцмана, о = 5,669 10"8 Вт/(м2 К4). Полный поток теплового излучения со всей поверхности абсолютно черного тела определяется формулой:

Как следует из закона Кирхгофа, энергетическая светимость реальных тел (а <1) меньше чем у абсолютно черного тела. В частности, для серого тела можно записать

где ^ = tt’G - приведенный коэффициент поглощения.

Поскольку каждое тело само излучает и получает лучистую энергию от окружающих тел, то суммарная интенсивность тепловых потерь равна разности потоков, излучаемых и поглощаемых данным телом

Для серого тела можно записать:

где Тп, То - температуры поверхности тела и окружающей среды соответственно, S - площадь поверхности тела; 5 - приведенный коэффициент поглощения.

Для одетого человека под температурой Тп следует понимать температуру поверхности одежды. Рассмотрим следующий пример. Для раздетого человека, температура поверхности кожи которого 33°С (306 К), а площадь поверхности 1,5 м2, мощность потерь за счет теплового излучения при температуре окружающей среды 18°С(291К) равна Р=1,5 -5,1 • 10"8 (3064 — 2914) ~ 122Вт.При той же температуре окружающей среды у человека в хлопчатобумажной одежде, температура поверхности которой 24°С (297 К), мощность потерь Р= 1,5 • 4,2 • 10’8* (2974 - 2914) ~ 37 Вт. в несколько раз меньше.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >