25. Сущность теплообмена излучением. Излучательная, отражательная и поглащательная способность тела.

Перенос тепла или теплообмен в печах, топках, камерах сгорания

осуществляется тремя способами: излучением, теплопроводностью и

конвекцией. Теплообмен излучением осуществляется посредством

электромагнитных волн.

Основное отличие теплообмена излучением в том, что при лучевом переносе тепла вещество — будь оно в твердом, жидком или газообразном состоянии — не задействовано вовсе. В этом случае теплообмен осуществляется в силу того, что любая материя, имеющая температуру выше абсолютного нуля, излучает энергию в окружающую среду. Тип излучения зависит от температуры тела. Это нетрудно понять на повседневном опыте: металл в кузнице сначала раскаляется докрасна, потом до желто-оранжевого цвета и, наконец, практически добела. Это свидетельствует о повышении температуры вещества, потому что, чем выше температура, тем короче длина излучаемых волн. Относительно холодные тела излучают в инфракрасном диапазоне волн, и мы их излучения не видим, а только осязаем, как тепловое. Самые горячие тела испускают также невидимое излучение в микроволновом диапазоне.

Поглощательная способность тела есть величина, равная отношению плотности потока энергии излучения частоты, поглощенного телом, к плотности падающего потока. Поглощательная способность тела - есть та часть количества падающего на тело лучистого тепла, которое им поглощается, а отражательная способность - есть та часть тепла, которая телом отражается. Поглощательная способность тела характеризуется коэффициентом монохроматического поглощения а ( К; Т), показывающим, какая часть монохроматического потока лучистой энергии, падающего на тело, поглощается им. Этот коэффициент зависит от длины волны, падающей на тело, и его температуры.

В современной формулировке закон излучения Кирхгоффа звучит следующим образом: «Отношение излучательной способности любого тела к его поглощательной способности одинаково для всех тел при данной температуре для данной частоты и не зависит от их формы, химического состава и проч.»

Излучательную способность принято характеризовать степенью черноты е — отношением интенсивностей теплового излучения данного тела и абсолютно черного тела, очевидно, что е^1. Величина е в равной степени определяет и поглощательную и излуча-тельную способность тела. Для многих твердых тел величина е близка к единице, однако для газов она значительно меньше; при этом она зависит от состава газа, толщины его слоя и давления.

Отражательная способность, величина, характеризующая способность поверхности тела или границы раздела двух сред отражать падающий на неё поток эл.-магн. излучения. Количеств. хар-ка О. с.— отражения коэффициент. О. с. зависит от угла падения и поляризации падающего излучения. Зависимость О. с. поверхности от длины волны излучения в области видимого света воспринимается глазом человека как окраска отражающей поверхности.

Поглощательные и отражательные способности поверхностей зависят от материала тела, температуры и свойств поверхности и от угла наклона лучистого потока к поверхности. Они различны для разных спектральных составляющих излучения. Наиболее полную характеристику радиационных свойств твердых тел можно получить, если определить зависимости от длины волны спектральных величин поглощатель-ных и отражательных способностей и степеней чердоты. По значениям •спектральных радиационных характеристик.