background image

 

1.Ziemskie energie pierwotne i użyteczne, promienista energia el-magn. 
Rozróżnia się cztery podstawowe formy energii użytecznej, wykorzystywanej bezpośrednio przez człowieka. Są to: energie chemiczne (żywność 
,materiały i produkty niekonsumpcyjne), energia mechaniczna, ciepło i światło.  Do źródeł energii pierwotnych  zaliczyć można :źródła konwencjonalne ( 
paliwa organiczne, , biomasa) oraz niekonwencjonalne (paliwa nuklearne, promieniowanie słoneczne, ruch powietrza, pływy,  biogaz, i in.) Źródłem  
energii odnawialnej są też siły grawitacyjne Księżyca, powodujące przypływy i odpływy mórz. Energia ta zostaje zamieniona  na energię  cieplną.. 
Formy energii pierwotnych, wykorzystywane przez człowieka, podlegają . akumulacjom, zagęszczeniom i dalszym przemianom. Jedną z 
pośrednich form energii jest energia elektryczna. 
Pod tym pojęciem rozumie się energię elektromagnetyczną wytwarzaną metodami przemysłowymi w elektrowniach, a  przesyłaną i rozdzielaną 
za pośrednictwem systemu elektroenergetycznego. Energia elektryczna może być  łatwo przetwarzana na inne użytkowe formy energii. Energia 
elektryczna jest prawie nieszkodliwa dla środowiska naturalnego. Jedyną jej wadą jest brak możliwości jej magazynowania. Do jej wytwarzania 
służą generatory elektromechaniczne. Energie pierwotne są albo bezpośrednio zamieniane na energię elektryczną (np. energia mechaniczna), albo 
przetwarzane na nią za pośrednictwem energii mechanicznej (np. ciepło).Podstawowe formy energii, na które przetwarza się energię elektryczną 
to: energia mechaniczna, chemiczna, ciepło i światło.  
 
2. Bilans mocowy Ziemi, el-magn  kanał przepływu energii. 
Ziemia wypromieniowuje prawie tyle samo energii elektromagnetycznej ile jej otrzymuje z zewnątrz Słońce można traktować jako reaktor 
termojądrowy o mocy 37O-10

21

 kW. Około 99% mocy słonecznego promieniowania temperaturowego wysyłanego w przestrzeń przypada na fale o 

długościach od 280 do 5000nm, a więc na fale optyczne z zakresu promieniowania nadfioletowego (10

380nm), widzialnego (380

760nm) i 

podczerwonego (760H

10

6

nm)). Przyjmuje się, że temperatura powierzchni Słońca wynosi 6000K. W kierunku Ziemi wysyłany jest strumień 

promienisty o wartości P=178

10

12

 kW. Część strumienia P  zostaje odbita w przestrzeń kosmiczną. Górne warstwy atmosfery  ziemskiej pochłaniają 

następną część strumienia P, nagrzewają się i na powrót wysyłają w przestrzeń strumień promienisty . Na powierzchnię kuli ziemskiej dociera moc o 
wartości około 121

10

12

 kW. Moc ta jest prawie w całości wypromieniowywana w przestrzeń kosmiczną.  

3. 
Elektrotermia
- dział wiedzy zajmujący się przemianą energii el. na en. cieplną   elektr. 
Tech świetlna – wytwarzanie,rozsył , wytw swiatła do celów użytkowych, luminancyjnych i sygnalizacyjnych  
Elektrotechnika- dział wiedzy zajmujący się zast zjawisk elektr i el-magn w sposób praktyczny 
-wytwarzanie energii 
-przesyłanie 
-amplitudowo- f-ciowe przemienianie 
-przemiana na a/c układy i sygnały 
4. Zakres widma fal elektromagnetycznych wykorzystywanych elektrotermii 
W  urządzeniach  elektrotermicznych  nośnikiem  energii  jest  energia  fal  elektromagnetycznych  o  różnych  częstotliwościach  Źródłem  przemiennego 
pola  elektromagnetycznego  mogą  być:  rozkład  ładunku  elektrycznego  i  gęstość  prądu  elektrycznego.  Fale  elektromagnetyczne  mogą  być 
wytwarzane  w  sposób  naturalny  lub  sztuczny.  Fale  te  różnią  się  między  sobą  m.in.  częstotliwościami,  ale  mają  ten  sam  charakter 
elektromagnetyczny oraz rozchodzą się w próżni z jednakową prędkością c

3

10

m/s.  

 

Widmo fal elektromagnetycznych : 
A - fale częstotliwości akustycznych; B - fale radiowe; C - mikrofale; D - promieniowanie 
podczerwone; E - promieniowanie widzialne; F - promieniowanie ultrafioletowe; G - 

promieniowanie rentgenowskie; H - promieniowanie gamma i kosmiczne 

5.Elektrotermiczne straty cieplne a elektryczna generacja ciepła uzytecznego.  
Rozpływ monochromatycznych energii elektromagnetycznych 
A

1

 – całkowita energia 

A

2

 – energia elektromagnetyczna  tracona przez urządzenia 

A

3

 – energia elektromagnetyczna w głównym torze przepływu energii przez urządzenie  

A

4

 – energia elektromagnetyczna gł. toru urządzenia która jest bezpowrotnie tracona 

A

'
4

 – energia elektromagnetyczna wypromieniowana poza urządzenie 

A

'

'
4

 – energia elektromagnetycznych strat cieplnych 

A

5

 – energia elektromagnetyczna na wyjściu urządzenia przeznaczona do dalszego przesyłu 

 
Generacja elektromagnetycznych strat cieplnych  
w strukturze ciał materialnych występują ładunki elektryczne dwojakiego rodzaju: 
-  ładunki swobodne (elektrony i jony) -odległości mikroskopowe 
-  związane (elektrony związane- odległości makroskopowych 
Ładunki te poddane są działaniu sił pola elektrycznego F

e

 i magnetycznego F

m

 zgodnie ze wzorem Lorentza 

)

(

B

v

q

E

q

F

e

e

 =

)

(

B

v

q

E

q

F

F

e

e

m

e

 

-   Siły F

e

 są przyczyną ruchu ładunków ,wzrost E

k

 jest równoznaczny ze wzrostem temperaturowym. Elektryczne straty cieplne w różnych 

urządzeniach elektrycznych powoduje wzrost ich temperatury .  
6. Elektrotermia i jej podział. Przetwornik El-term i wsad. 
Elektrotermia jest działem wiedzy zajmującym się przemianami energii elektrycznej na energię cieplną użytkową. Elektrotermia jest powiązana z 
elektryką, z termo techniką, z energetyką, a w szczególności z elektroenergetyką. oraz z technologią  Integralną częścią elektrotermii jest 
termokinetyka, czyli nauka o ruchu ciepła i formach jego przepływu.Elektrotermię dzieli się na elektrotermię przemysłową i elektrotermię bytową.  
-  Elektrotermia przemysłowa obejmuje zagadnienia elektrotermiczne występujące w  hutnictwie i metalurgii, w obróbkach cieplnych, cieplno-
chemicznych, suszarnictwie, łączeniu, itd.oraz. w budownictwie, rolnictwie, transporcie czy medycynie.  
-   Elektrotermia bytowa  zajmuje się zagadnieniami związanymi z konstruowa niem i eksploatowaniem grzejników popularnych 
stosowanych w gospodarstwie domowym. 
Wszelkie ciała stanowiące obiekt zastosowania przemian elektrotermicznych  określa się jako wsad. Natomiast każde ciało, w którym 

background image

 

następuje przemiana elektrotermiczna to przetwornik elektrotermiczny (elektroenergotermiczny). 
7.Ciepło wtechnice.Płomieniowy a elektrotermiczny sposób wytwarzania ciepła 
 Elektrotermiczny sposób wytwarzania ciepła jest konkurencyjny w stosunku do  płomieniowego (paliwowego) sposobu wytwarzania ciepła. 
Bezpośrednie spalanie w określonym miejscu paliw organicznych( biomasa, węgiel, gaz , ropa) nazywa się grzaniem płomieniowym (paliwowym). 
Elektrotermiczny sposób wytwarzania ciepła w dużej części zastąpił sposób płomieniowy. Zastąpienie to było potrzebne do  przeprowadzenia pewnych 
procesów technologicznych, niemożliwych do zrealizowania z zastosowaniem metod płomieniowych. Do takich procesów należą np. te, w których 
występuje konieczność: nagrzewania objętościowego, selektywnego, nagrzewania w próżni i in. 
Maksymalne gęstości powierzchniowe mocy uzyskiwane z różnych źródeł 

Źródło 
promieniowania 

Gęstość 
powierzchniowa 
mocy[W/cm

2

Promieniowanie słoneczne na 
powierzchni kuli ziemskiej 

0,1 

Promieniowanie słoneczne 
skupione w ognisku soczewki 

10

Palnik spawalniczy 

10

4

 

Nagrzewnica indukcyjna 
powierzchniowa 

2

10

4

 

Łuk elektryczny 

10

5

 

Plazmotron 

5

10

5

 

Laser o pracy ciągłej 

10

8

 

Wyrzutnia elektronów 

10

Laser o pracy impulsowej 

10

15

 

8.Podziały stosowane w elektrotermii i kryteria 
Podziały stosowane w elektrotermii dotyczące rodzaju nagrzewań i rodzaju urządzeń elektrotermicznych przeprowadzane są w oparciu o różne kryterium 
klasyfikacji: 
1.Według kryterium konstrukcji urządzenia. Elektryczne urządzenia grzejne można podzielić na komorowe i bezkomorowe.  
a)Wśród urządzeń bezkomorowych wyróżnia się: 
-  elektryczne narzędzia grzejne (wymagają poruszania nimi przy użytkowaniu np. lutownica, żelazko, lokówka), 
-    elektryczne przyrządy grzejne, które są urządzeniami przenośnymi i nie wymagają poruszania nimi przy użytkowaniu (np. ogrzewacze 
wnętrzowe, grzałki), 
-   nagrzewnice elektryczne, które są urządzeniami grzejnymi nieprzenośnymi (np.  
hartownice indukcyjne, nagrzewnice oporowe bezpośrednie, nagrzewnice fotonowe czy elektronowe). 
b)Do urządzeń komorowych zalicza się: 
-  piece elektryczne  
-  suszarki elektryczne  
-  cieplarki elektryczne 
2.Kryterium metody elektrotermicznej, wyróżnia się tu 11 metod nagrzewania: oporowe ,elektrodowe, łukowe, indukcyjne, pojemnościowe, 
mikrofalowe, elektronowe, plazmowe, jarzeniowe (jonowe), ultradźwiękowe, fotonowe (laserowe) 
3.Kryterium rodzaju energii docierającej do wsadu, z której wynika podział na  
  -nagrzewanie bezpośrednie - wsad jest przetwornikiem energotermicznym. ,eliminuje się  zewnętrzne źródła ciepła, które występują przy grzaniu 
pośrednim.  
    -nagrzewanie pośrednie polega na wytworzeniu ciepła w przetworniku elektrotermicznym, skąd ciepło może przenosić się do wsadu następującymi 
drogami: radiacyjną, konwekcyjną lub kondukcyjną 
4.Kryterium rozkładu gęstości objętościowej mocy wydzielanej we wsadzie podczas procesu nagrzewania:.  
-  nagrzewanie objętościowe - niemożliwe do zrealizowania przy wykorzystaniu płomieniowego sposobu wytwarzania ciepła - moc cieplna wydziela 
się w całej objętości wsadu.  
-  nagrzewanie selektywne -źródła mocy cieplnej wsadu są rozłożone na jego powierzc hniach, w określonych jego warstwach  
5.Kryterium końcowego rozkładu temperatury w nagrzewanym wsadzie :nagrzewanie skrośne i selektywne wsadu. O nagrzaniu skrośnym - celem 
grzania jest uzyskanie jednakowej temperatury w całej objętości wsadu. Nagrzanie skrośne wsadu można osiągnąć stosując grzanie objętościowe 
bądź selektywne. 
6.Kryterium wartości częstotliwości pola elektromagnetycznego, którego energia zamieniana jest we wsadzie na ciepło, Częstotliwości:  
-  zerową (f=0Hz, tzn. prądem stałym), 
-  zmniejszoną (małą) (0Hz<f<50Hz),  
-  sieciową (f=50(60)Hz),  
-  średnią (zwiększoną) ( 5 0 H z < f < 1 0

4

H z ) ,    

-     wi e l k ą   ( 1 0

4

H z < f < 3 - 1 0

1 1

H z )    

-       b a r d z o   w i e l k ą   (3-10

11

Hz<f<3-10

20

Hz).  

7.Kryterium technologii grzania wykorzystywane przy: obróbce cieplnej, cieplno-chemicznej i cieplno-fizycznej, topieniu, drążeniu, rozdzielaniu , 
łączeniu , suszeniu czy ogrzewaniu. 
8.Kryterium kinetyki wsadu grzania: nieprzelotowe i przelotowe,  
9.Kryterium środowiska wsadu – nagrzewanie próżniowe, cieczowe, fluidalne w atmosferze naturalnej lub sztucznej (technologicznej) 
10 Kryterium prowadzenia cyklu nagrzewania – nagrzewanie przerywane, okresowe i ciągłe lub nagrzewanie impulsowe i ciągłe 
11 Kryterium szybkości obciążenia temperatury wsadu  
-  stygnięcie (spadek temp. ) 
--stygnięcie spowolnione (obniżenie temp. wsadu ) 
-   studzenie – przyspieszone obniżenie temp. wsadu 
9.Bilans Energetyczny urządzenia elektrotermicznego 
Podstawą bilansowania energii w urządzeniach elektrotermicznych jest zasada zachowania energii. Zgodnie z nią suma energii urządzenia i otoczenia 
pozostaje stała. Moce i energie te są mocami i energiami czynnymi. W każdym urządzeniu elektrotermicznym występują 2 rodzaje energii 
-  Monochromatyczna energia elektryczna 
-  Energia cieplna 

W bilansie tym poszczególne wielkości P oznaczają:  
P

ce

 całkowita moc elektryczna dopływająca do urządzenia  

P

w

 - moc elektromagnetyczna - zużywana poza głównym torem 

elektrotermicznym  
P

e

 - moc elektromagnetyczna dostarczana do głównego toru 

elektrycznego urządzenia  
P

se

 - moc strat elektromagnetycznych w głównym torze elektrycznym  

P

de

=P

g

 - moc elektromagnetyczna doprowadzona do 

przetwornika elektrotermicznego i 

background image

 

zamieniona na moc cieplną,  

P

sc

 - moc strat cieplnych - będąca częścią mocy cieplnej P

g

 - oddawana do otoczenia  

P

a

 - moc cieplna akumulacyjna - będąca częścią mocy cieplnej P

g

 - zakumulowana w 

różnych częściach urządzenia  

P

u

 - moc cieplna użyteczna powodująca wzrost energii wewnętrznej  wsadu. Moc P

sc

 może mieć charakter mocy traconej lub wraz z mocą P

sc

, charakter mocy 

użytecznej .Równanie bilansu mocy urządzenia elektrotermicznego przedstawionego na rysunku ma postać: 

(P

1

) + (P

2

) = (P

a

) + (-P

c e

+P

w

+P

s e

+P

s c

+P

u

) = O a po przekształceniach 

P c e = P w + P s e + P s c + P a + P u  
Na sprawność elektrotermiczną  

e

a

e

sc

e

se

e

u

et

P

P

P

P

P

P

P

P

1

 

będą składały się następujące sprawności cząstkowe występujące w głównym torze  elektrotermicznym urządzenia:  

sprawność elektryczna 

e

se

e

de

e

P

P

P

P

1

 

Sprawność cieplna 

e

a

e

sc

e

u

et

P

P

P

P

P

P

1

 

czyli

 

Sprawność całkowitą urządzenia elektrotermicznego opisuje wzór

ce

u

ce

P

P

 

10.Materiały ogniotrwałe i izolujące stosowane w  urządzeniach elektrotermicznych 
Niektóre części  urządzeń elektrotermicznych muszą być wykonane z: 

-  Materiałów, które w wysokich temp charakteryzują się sztywnością , dużą wytrzymałościa mechaniczną i odpornościa na działanie 
czynników chemicznych  
-   Materiałów, które ograniczają odpływ ciepła do otoczenia  lub odizolują cieplnie 
 Ponadto wśród różnych materiałów pracujących w wysokich temperaturach, wyróżnić można materiały  elektroizolacyjne. 

Najbliższymi spełnienia wyżej  wymienionych wymagań są tworzywa  wykonane z  materiałów  ceramicznych.  Materiały te charakteryzują się 

występowaniem w nich związków będących w różnych fazach krystalicznych (polikrystalicznych) lub w fazach szklistych. Większość tych materiałów 
odznacza się nieciągłą budową wewnętrzną wskutek występowania w nich tak zwanych porów. 

a)Materiały ogniotrwałe  
Cechą  materiałów  ogniotrwałych  jest  ich  odporność  na  działanie  wysokich temperatur. Miarą  ich odporności jest ogniotrwałość zwykła,  którą 
należy traktować jako przybliżoną temperaturę topnienia.  

Materiały ogniotrwałe powinny posiadać dostateczną wytrzymałość mechaniczną w wysokich temperaturach. Miarą ich maksymalnego 

poziomu temperatury pracy może być ogniotrwałość pod obciążeniem

.

 

Różnica  między  wartościami  ogniotrwałości  zwykłej  i  ogniotrwałości  pod  obciążeniem  zależna  jest  od  składu  fazowego  poszczególnych 
materiałów ogniotrwałych i może wahać się od kilkudziesięciu do kilkuset stopni. 
Do właściwości materiałów ogniotrwałych należą m.in.: 

-  Duża odporność na temperaturę  

-   Duża odporność na gwałtowne zmiany temperatur, 
-  mała przewodność cieplna,  
-  Małe ciepło właściwe i mały ciężar właściwy  
- Mały współczynnik rozszerzalności cieplnej,  

-  Duża wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie, 
-   Duża twardość a mała ścieralność i łamliwość,  
-   Mała porowatość 
-  Duża odporność na korozję chemiczną stałych, ciekłych i gazowych czynników 

Wyroby  ogniotrwałe  dzieli  się  na:  formowane  z  mas  o  różnych  konsystencjach,  formowane  na  gorąco,  topione  i  odlewane  do  form.  Wśród 

nieformowanych materiałów ogniotrwałych wyróżnić można: 

Mieliwa i kruszywa, 
- Zaprawy i masy  

-betony ogniotrwałe i żaroodporne  

Według tego kryterium składu chemiczno-mineralnego materiały ogniotrwałe dzieli się na: 
 I. Materiały kwaśne 

            II. Materiały zasadowe (MgO>35%) 
           III. 

Materiały obojętne 

b)Materiały termoizolacyjne 
Najistotniejszą własnością materiałów termoizolacyjnych jest ich możliwie mała wartość przewodności cieplnej właściwej. Osiągnięcie małej wartości 
przewodności cieplnej materiałów ceramicznych, jest nadanie im maksymalnie porowatej struktury.  

Materiały  termoizolacyjne  stosowane  w  urządzeniach  elektrotermicznych  mają  postać  prostek,  kształtek,  zasypek,  papierów,  tekt ur,  mat 
czy sznurów. 

W oparciu o kryterium składu chemicznego ogniotrwałe wyroby termoizolacyjne dzieli się na krzemionkowe, szamotowe, kaolinowe, czy 
korundowe  

c)Materiały elektroizolacyjne 

Materiały elektroizolacyjne powinny posiadać w podwyższonych temperaturach: możliwie małą konduktywność  i wytrzymałość na przebicia 

oraz odporność mechaniczną. Ogniotrwałymi materiałami elektroizolacyjnymi mogą być różne materiały  ogniotrwałe z wyjątkiem materiałów w 
skład których wchodzi węgiel (C) czy karborund (SiC).  
11.Procesy cieplne elektrotermicznych fazowe w układach elektrotermicznych 
W układach można wyróżnić: 
-procesy termogeneracyjne polegające na wytwarzaniu ciepła kosztem energii doprowadzonej do układu 
-procesy termodynamiczne polegające na zmianach termodynamicznych parametrów stanu układu  Wśród tych procesów wyróżnia się procesy 
termokinetyczne, polegające na wymianie ciepła wewnątrz układów lub pomiędzy nimi 
Zmiany energii cieplnej układów 
Procesom termokinetycznym towarzyszą zjawiska związane z przyrostem lub ubytkiem energii cieplnej układów. Przyrost ten polegać może na 
pobieraniu lub oddawaniu ciepła w powiązaniu: 
-ze wzrostem lub maleniem temperatury układu (procesy termoakumulacyjne), 
-z przemianami fazowymi zachodzącymi w układzie 

background image

 

W procesach termoakumulacyjnych  przyrosty lub ubytki ilości ciepła zawartego w elementach układu, zdeterminowane są przez różnice temperatur 
każdego z elementów. Wielkością charakteryzującą zdolność materii do akumulowania ciepła jest pojemność cieplna 

dt

dQ

C

a

, gdzie : dQ

a

 - elementarna 

ilość ciepła pochłoniętego lub oddanego przez element układu, dt - zmiana temperatury elementu.Pojemność cieplna odniesiona do elementarnej 
objętości tworzy wielkość 

zwaną akumulacyjnością cieplną, tzn 

dVdt

Q

d

dV

C

a

2

, Natomiast akumulacyjność ciepła odniesienia do gęstości 

 elementu. 

Ciepło ciała można obliczyć 







t

V

t

V

t

V

a

a

dVdt

V

t

c

dVdt

t

V

Q

d

Q

)

(

)

(

)

,

(

2

.  

Jeżeli ciało jest jednorodne, a temperatura wszystkich jego elementów zmieniła się o 

1

2

t

t

t

, to wzór przybierze postać

)

(

)

(

)

(

1

2

1

2

1

2

t

t

mc

t

t

V

c

t

t

V

Q

a

 

Wśród przemian fazowych można wyróznić: przemiany fazowe pierwszego rodzaju(ciała stałego w ciecz, cieczy w gaz lub w i gazu w plazmę). 
Przemianom ciało stałe 

 ciecz 

 gaz towarzyszy pochłanianie lub wydzielanie tzw. ciepła utajonego Q

f

 .Ilość ciepła wymienianego podczas tych 

przemian odnosi się do jednostki masy substancji tzn. 

V

u

V

u

f

dm

c

dV

c

dQ

 

 

V

f

u

dm

dQ

c

 

W zależności od rodzaju procesu, wielkość c

u

 nazywana jest ciepłem topnienia,  

krzepnięcia, parowania, skraplania czy dysocjacji.  
Przemiany fazowe pierwszego rodzaju występują w różnych urządzeniach elektrotermicznych, realizujących różne technologie.. 
Przemianami fazowymi drugiego rodzaju nazywa się te przemiany, podczas których nie jest wymieniane ciepło ani nie zachodzą zmiany objętości. 
12.Termokinetyka i formy ruchu ciepła 
Termokinetyka – nauka o ruchu ciepła i o formach jego przepływu. Zadania z dziedziny termokinetyki polegają głównie na poszukiwaniu rozkładu 
temperatur w poszczególnych częściach układu termokinetycznego, jak i wyznaczaniu ilości ciepła przekazywanego między tymi częściami. 
Formy ruchu ciepła 

-  wypadkowy przepływ od ciała o wyższej temp. do ciała o niższej 
-  każde ciało nagrzane powyżej zera bezwzględnego wypromieniowuje energie 

Wymiana ciepła w procesach termokinetycznych może być realizowana za pomocą  trzech sposobów, obejmujących:  

-   Przewodzenie ciepła (kondukcja) jest to wymiana ciepła między stykającymi się  częściami jednego ciała lub różnych ciał, polegająca na 
przekazywaniu energii kinetycznej (występuje cieczach i gazach).  
- Unoszenie ciepła (konwekcja) polega na przekazywaniu energii w wyniku makroskopowego ruchu substancji .Unoszeniu ciepła zawsze towarzyszy 
kondukcja, i radiacja.  
- Promieniowaniem ciepła (radiacja) nazywa się przekazywanie energii pomiędzy ciałami lub częściami tego samego ciała, za pośrednictwem 
promieniowania elektromagnetycznego temperaturowego.  
13.Konwekcyjne przejmowanie ciepła 
Unoszeniu ciepła w płynie zawsze towarzyszy kondukcja. Dzieje się tak prawie zawsze podczas przepływu płynu lepkiego wzdłuż powierzchni ciała 
stałego. Przepływ ciepła między płynem a powierzchnią ciała stałego odbywa się przez  konwekcję i przez przewodzenie. Taką formę ruchu ciepła 
nazywa się przejmowaniem ciepła przez konwekcję.  
Na podstawie teorii podobieństwa można otrzymać dla zjawisk przejmowania ciepła przez konwekcję m.in. następujące liczby kryterialne  
liczbę Nusselta łączącą ruch ciepła w strumieniu płynu z wnikaniem ciepła do ściany 

l

Nu

k

 

 
liczbę Grashofa charakter. stosunek sił wyporu do sił tarcia wewnętrznego płynu 

2

1

3

)

(

f

f

v

t

t

gl

Ge

 

liczbę Prandtla charakteryzującą podobieństwo rodzaju płynu 

c

Pr

 

liczbę Fouriera charakteryzujący nieustalony ruch ciepła w płynie 

2

l

a

Fo

 

liczby Strouhala (s) i A obrazujący nieustalony charakter przepływu płynu 

v

S

1

v

l

S

A

2

Re

 

14.Radiacyjna wymiana ciepła 
Promienista wymiana energii pomiędzy ciałami może być zależna od temperatur bezwzględnych ciał, ich własności promienistych i wzajemnych 
usytuowań w przestrzeni. Większość ciał promieniuje i odbija promieniowanie selektywnie  oraz posiada nieizotermiczne powierzchnie czy 
objętości. Ciała te mogą być częściowo przeźroczyste dla promieniowania, mogą posiadać nieregularne kształty i być nieregularnie rozmieszczone w 
przestrzeni. Procesy radiacyjnej wymiany ciepła są skomplikowane i praktycznie nierozwiązywalne bez przyjęcia pewnych założeń 
upraszczających..  
W przypadku, gdy jedna z trzech powierzchni będzie posiadać okr.temp. . i absorpcyjność , powstanie wymiana między dwoma powierzchniami w 
układzie otwartym. Moce wymieniane między nimi będą równe 

1

,

2

*

2

,

1

4

2

4

1

1

2

,

1

)

(

P

T

T

S

P

2

,

1

*

1

,

2

4

1

4

2

2

1

,

2

)

(

P

T

T

S

P

, przy czym zastępcze współczynniki 

konfiguracji 

*

2

,

1

 i 

*

1

,

2

opisują wzory w zależności od rodzajów układów (otwarty lub zamknięty), własności promieniowych powierzchni i kształtu 

powierzchni (wklęsła, wypukła lub płaska) 

)

)(

1

)(

1

(

)

1

(

)

1

(

1

1

,

2

2

,

1

2

,

2

1

,

1

2

1

2

,

2

2

1

,

1

1

2

,

1

2

1

*

2

,

1

2

,

1

1

,

2

*

2

,

1

*

1

,

2

 

np. gdy powierzchnie wklęsłe tworzą układ zamknięty, tzn. gdy obowiązuje prawo zamkniętości 









1

1

1

1

1

1

)

1

(

)

1

(

1

2

1

2

2

,

1

2

,

1

1

2

1

,

2

2

1

2

1

2

,

1

2

1

*

2

,

1

S

S

 

1

,

1

2

,

1

1

, a 

2

,

1

1

,

2

2

1

S

S