Лабораторный практикум по курсу общей теплотехники, страница 78

Величина энергии лучистого теплообмена между двумя серыми телами, когда одно из них с поверхностью  F  и степенью черноты    находится внутри другого с поверхностью  F  и степенью черноты  ,  определяется с учётом их взаимного облучения по формуле:

                                           ,   Вт                                       (12.4)

Здесь c –  приведённый коэффициент излучения:

                                           ,                           (12.5)

       c, c –  коэффициенты излучения первого и второго тела:

;

;

      T, T –  абсолютные температуры первого и второго тела.

Если поверхность  F  много меньше поверхности  F,  то отношение   в формуле  (12.5)  можно принять равным нулю, а значит:

          Следовательно, уравнение теплообмена  (12.4)  принимает вид:

                                                          ,   Вт                          (12.6)

          Отсюда, при известных экспериментальных значениях величин Q, T, T и  F  коэффициент излучения серого тела может быть вычислен по формуле:

                                        ,                                            (12.7)

          Коэффициент излучения c реальных веществ не является величиной постоянной. В общем случае этот коэффициент зависит не только от физических свойств вещества, но и от его химического состава, состояния поверхности излучения (в том числе и от её шероховатости), а также от температуры тела и длины волны излучения. Поэтому коэффициент излучения c и степень черноты   для серых тел определяют экспериментально, а для расчётов выбирают из справочных таблиц.

           В данной работе для экспериментального определения коэффициента излучения c исследуемого тела (первого) используется калориметрический метод. В качестве исследуемого тела рассматривается вольфрамовая спираль электрической лампочки накаливания, помещённой в сосуд с трансформаторным маслом. Ёмкость с маслом и колба лампы являются вторым телом в процессе излучения (поглощающей средой).

          Поскольку в опытах температура поглощающей среды T много меньше температуры излучателя T, то ею можно пренебречь и в этом случае формула (12.7) принимает вид:

                                               ,                                                     (12.8)