2.5. Тепловое излучение
Тепловое излучение представляет собой процесс распространения внутренней энергии излучающего тела с помощью электромагнитных волн.
Излучение характеризуется длиной волны
где
-частота
колебаний;
м/с - скорость распространения
электромагнитных волн в вакууме.
Тепловыми свойствами обладает часть светового излучения и инфракрасное с длиной волны = 0,4 – 800 мкм. Поток излучения, подающий на тело, можно разделить на поглощенное, пропущенное и отраженное. Если весь падающий тепловой поток принять за единицу, то
А + R + D = 1 ,
где А - поглощательная способность, R – отражательная способность, D – пропускательная способность.
Если тело поглощает
весь падающий тепловой поток – абсолютно
черное тело, большинство тел в природе
серые. Степень черноты тела определяется
величиной
.
Для твердых тел и жидкостей: D=0: A + R = 1.
Для газов: R=0: A + D = 1.
Закон Стефана – Больцмана. Плотность теплового потока прямопропорциональна абсолютной температуре в 4 степени.
Для серых тел закон имеет вид
,
где с0 = 5,67 Вт/(м2К4) — излучательная способность (коэффициент излучения) абсолютно черного тела,
с - излучательная способность (коэффициент излучения) серого тела, Вт/(м2 К4);
- степень черноты; 1 - энергия излучения серого тела меньше, чем энергия излучения черного тела при той же температуре.
Теплообмен излучением между телами
Одно тело внутри другого - «тело и его оболочка». Результирующее излучение
,
Вт
где приведенная степень черноты рассматриваемой системы тел
.
Здесь. 
-угловой
коэффициент излучения с одной поверхности
на другую (с оболочки на тело).
Тела с
параллельными поверхностями. Если
тела имеют поверхности, незначительно
отличающиеся по размеру или равные
между собой, т.е.
,
то угловой коэффициент излучения
.
Это означает, что вся энергия с тела 2
попадает на тело 1. Расчеты выполняются
как для системы тел с параллельныи
поверхностями.
Вт/м2
приведенная степень
черноты: 
2.6. Излучение газов
Во многих случаях необходимо учитывать поглощение и излучение газовых сред, которое существенно отличается от поглощения и излучения твердых тел. Если рассматривать теплообмен от продуктов сгорания топлива, то заметной излучательной и поглощательной способностью обладают трех- и многоатомные газы (СО2, Н2О(пар), SО2 и другие). Одно- и двухатомные газы прозрачны для тепловых лучей. Излучательная способность многоатомных газов зависит от парциального давления Р компонентов, толщины слоя и температуры Т.
,
При теплообмене между газовой средой и твердой оболочкой (стенкой) величина определяется выражением
,
где V-объем газа, fc – поверхность оболочки.
Значения εг принимаются из графиков в зависимости от типа и температуры газа.
Степень черноты газа можно определить также по выражению
,
где К - коэффициент ослабления среды;
r = rCO2 + rH2O - объемная доля излучающих компонентов газовой смеси;
- эффективная толщина излучающего слоя, м .
Коэффициент ослабления газовой среды определяется
.
В условиях сложного теплообмена тепловой поток от газов к стенке может быть определен как сумма потоков, передаваемых конвекцией и излучением, т. е.
.
Значение условного коэффициента теплоотдачи излучением αл определяется в этом случае из равенства
,
где εгс – степень черноты газа при температуре поверхности.