ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ТЕОРИЯ И ЕЕ ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ЧИСЛОВЫЕ ПРИМЕРЫ

Упрощенный расчет излучения, применяемый в технике

Расчет излучения по уравнению (404) для практики очень трудоемок, так что полезно использовать приближенный метод. Такой приближенный метод можно разработать, основываясь на свойствах излучения полого тела. Полое тело, внутри которого очень маленькое отверстие, излучает тепло через это отверстие как
абсолютно черное тело. Это можно легко доказать, проследив путь луча, попадающего через маленькое отверстие внутрь поло­го тела. Даже если его стенки характеризуются не очень высо­кой степенью черноты, все-таки лучи, попадающие внутрь по­лого тела, так многократно отражаются и поглощаются, что толь­ко ничтожная доля вошедших лучей выходит через отверстие на­ружу. Иначе говоря, отверстие полого тела поглощает все лучи, не отражая. Это свойство отверстия полого тела применяется для имитации абсолютно черного тела. Сечение отверстия принимает­ся за поверхность абсолютно черного тела. Чтобы рассчитать по уравнению (404) излучение, которое передается наружу через от­верстие от стенок упомянутого нагретого полого тела, нужно про­делать большую вычислительную работу. Кроме того, трудно учесть неправильность формы полого тела. Однако расчет силь­но упрощается, если принять, что вследствие полного поглоще­ния лучей, попадающих в отверстие полого тела, излучение э*ого отверстия, согласно закону Кирхгофа, такое же, как и абсолют­но черной поверхности при температуре, равной температуре сге - нок, образующих полое тело. Применяя это положение, по урав­нению (393) легко определить выходящее из отверстия полого Тела излучение как общее, так и в любом направлении. Ясно, что чем больше будет размер отверстия по отношению к разме­рам самого полого тела, тем в меньшей степени этому отверстию будут присущи свойства абсолютно черного тела, потому что уве­личивается возможность выхода через отверстие наружу более значительной части лучей. Но несмотря на это, указанные поло­жения приблизительно справедливы и при степени черноты, ка - тсую имеют обычно технические поверхности. При этом без уче­та конфигурации и размеров поверхностей, образующих полое тело, считают, что излучающей поверхностью является отверстие полого тела, характеризуемое степенью черноты, меньше едини­цы или соответственно с коэффициентом излучения меньше 4,96, например 4 или 4,5. Таким образом, можно рассматривать боль­шую часть технических случаев, например излучение через отвер­стие топочного пространства наружу, или передачу тепла излу­чением от топочного объема на поверхность нагрева котла, или на под нагревательной печи и т, д. Применение этого метода Опи­сано на стр. 477.

Недостаток метода состоит в том, что можно определить лишь общее излучение всего полого тела, но нельзя рассчитать излуче­ние его отдельных частей. Необходимость расчета теплоотдачи или тепла, воспринимаемого отдельными частями поверхности, которые нельзя характеризовать как отверстие полого тела, встречается в тех случаях, когда нужно определить тепловое на­пряжение поверхности нагрева в ккал/м2час, вызванное излуче­нием, или должна быть указана предполагаемая температура оп­ределеНной части кладкйГВ этих случаях неооходимо применять уравнение (403) или (404) и, выбрав на поверхности небольшую площадку Р, рассчитать отдельно ее излучение.

В. Нуссельт [158]1 применил для этого графический метод. Под­робный пример расчета для парового котла приводит и О. Зай­берт*2. Однако при расчете лучистого теплообмена необходимо учитывать значительное поглощение лучей газами, находящимися между поверхностями, о чем говорится в следующем разделе *3.