IMG$73

51. Promieniowanie ciepła. Wszystkie ciała stałe i ciekłe wysyłają niewidoczne promienie, powstające z zamiany ciepła na fale elektromagnetyczne. Zdolność promieniowania zależy od wysokości ich temperatury i od właściwości ciała promieniującego. Wysyłane promienie zostają pochłonięte przez inne ciała, na które natrafiają i zamieniają się w nich ponownie na ciepło.

Energia promieniowania jest częściowo tylko pochłaniana przez dała, na które pada, częściowo jest odbita, a wreszcie częściowo może być przez nie przepuszczana.

Ciała,, które pochłaniają całkowicie dopływającą do nich energię promieniowania, nazywają się doskonale czarnymi, te zaś, które ją całkowicie odbijają —-doskonale białymi.

Doskonale czarnych ciał w przyrodzie nie ma, ale jako takie może być z dużym przybliżeniem traktowane, np. pospolite w technice wnętrze paleniska o równomiernie nagrzanych ścianach i małym otworze na zewnątrz.

Energia promieniowana wysyłana przez ciało doskonale' czarne o temperaturze na swej powierzchni T = t + 273 ma według prawa Stefana Bolt2manna wartość

^{E = CoF}(w) ^{kcaI/h lub J/s} W [vn,i8]

gdzie: F — powierzchnia promieniująca, m*; c₀ —-współczynnik proporcjonalności, zwany techniczną stałą promieniowania, przy czym

c₀ = 4,96 kcal/(m^z-h-deg¹), lub c„ = 5,78 W/(m*• deg⁴) Rozkład energii wypromieniowanej przez płaski element ciała czarnego ujmuję prawo Lamberta

E_t — cos <pE    [VXIil9J

Tablica 13

Wartości stałej promieniowania

Ofato	Scala promieniowania
	c kcaiy(m*h^,dcg^4)	c W/CmMeg*)
Cłok> doskonali: curnc	4,96	5,78
1 Żeliwo surowe		5,35
Papa dachowa	4,52	5i25
Muc wyprawiony	4,5	5M
Woda	4,47	5,20
Drewno heblowane	4/M	5,16
Kury Możne (wart. średnia)	40	4,65
Miedź walcownia	3,1	3,61
Stal iwieżo obrobiona (wiórowe)	1,19	1,38
Mkdt polerowana	419	0,22

które mówi, że im kierunek promieniowania bardziej oddala się od normalnej, tym intensywność wysyłania energii Jest mniejsza i to według cosinusa kąta rp zawartego pomiędzy kierunkiem promieniowania a normalną.    _L.fl

Stosunek energii wypromieniowanej przez dowolne ciało do energii promieniowania ciała doskonale czarnego w tych samych warunkach zależy od współczynnika promieniowania t, który dla ciała czarnego równa się jedności, natomiast dla innych ciał jest mniejszy. Znając ten współczynnik można zgodnie z prawem Kirchhojfa znaleźć stałą promieniowania dla dowolnego ciała, gdyż

c—m

Ponieważ ciała promieniujące ciepło wymieniają je pomiędzy sobą, więc natężenie wypromieniowanego ciepła wyrazi się związkiem

e-^c-^y[(w)‘ -(w)‘]^k“^1/h I 1 H

przy czym c zależnie od warunków wymiany ciepła należy odpowiednio dobrać. Jeżeli więc zachodzi np. prosty przypadek wymiany ciepła przez, promieniowanie między dwiema płytami płaskimi, tak że wszystkie promienie z jednej padają na drugą, a ich stałe promieniowania wynoszą c_t i Cu to wypadkową stałą oblicza się ze związku

1

c

Co

[Vn,21a]

Jeżeli dwie powierzchnie K i F₂ wymieniają wzajemnie ciepło przez promieniowanie, to w najprostszym przypadku, gdy jedna powierzchnia otacza drugą, można to zjawisko ująć jedną stałą promieniowania c, gdzie

J.

c

[vn,21b]

Oczywiście mogą tu zachodzić różne przypadki wzajemnego położenia względem siebie obu płaszczyzn promieniujących wzajemnie na siebie i wówczas obliczenia są bardziej skomplikowane.

Najczęściej spotyka się w technice przypadek wymiany ciepła łącznie na zasadzie przewodzenia, unoszenia i promieniowania. Upraszcza się wówczas zadanie przez posługiwanie się odpowiednio dobranym współczynnikiem według zależności

| — (a+c^Fftj-tj) kcal/h lub W ew. kW    B22]

gdzie: a jest współczynnikiem przejmowania ciepła, natomiast a_p ma uwzględniać promieniowanie przy jego obliczeniu ze związku

(£.y _

<\_r — c    — ..--⁰.ć„ kcal/(m* • h • deg) lub W/(m* ■ deg) [VH23J

fi—t*

1*7