Тепломассообмен (физико-математические основы): Учебное пособие, страница 10

j₁₂ F₁ = j₂₁ F₂.

Как видно из этих формул, указанные коэффициенты зависят только от геометрических параметров системы поверхностей. Определение их численных значений посредством интегрирования вышеприведенных формул применяется только для простых систем поверхностей. В случае сложных схем, когда интегрирование оказывается затруднительным, применяют другие методы: алгебраические, графические, оптические, экспериментальные. В справочных изданиях по теплообмену имеются таблицы, графики и формулы для расчета этих коэффициентов. Определение их облегчается знанием их свойств - взаимности, распределительности, замыкаемости, затеняемости, совмещаемости.

В системах нечерных тел процесс переноса энергии между любой парой поверхностей происходит не только путем прямого, но и путем косвенного обмена - за счет многократных отражений излучения от всех поверхностей системы. Поэтому перенос энергии будет еще зависеть от отражательной способности поверхностей. Угловые коэффициенты, учитывающие отражение, Ю. А. Суриновым названы разрешающими. В качестве примера таких коэффициентов приведем формулы их для замкнутой системы из двух диффузно излучающих и диффузно отражающих вогнутых поверхностей [1]:

Ф_1n=Ф_2n =

Здесь n = 1,2; R₁ = 1 – A₁; R₂ = 1 – A₂; g₁= 1/(1 – R₁j₁₁); g₂ = 1/ (1- R₂j₂₂);

R₁ и R₂ – коэффициенты отражения поверхностей .

Взаимосвязь разрешающих угловых коэффициентов также опреде- ляется свойствами взаимности, замыкаемости, распределительности, сов- мещаемости. Для расчета теплообмена между поверхностями, разделенными поглощающей средой, Ю. А. Суриновым предложено использование обобщенных разрешающих угловых коэффициентов. В настоящее время для их определения им же разработан метод приближенного аналитического расчета, а А. Э. Клеклем разработан метод статистических испытаний (метод Монте-Карло). Реализация испытаний осуществляется с помощью ЭВМ. Ознакомиться с этим методом можно по специальной литературе. В дальнейшем, при изложении методов расчета теплообмена излучением, будут изложены краткие сведения об определении разрешающих угловых коэффициентов. Подробные сведения о них можно найти в [1].

1.2.2. Радиационные свойства реальных твёрдых тел

Под этими свойствами следует понимать поглощательную и отра- жательную способности, поскольку пропускательная способность твердых тел по отношению к тепловому излучению не равна нулю только у не- которых из них.

Степень черноты сталей и других сплавов, даже высоколегированных, в окислительной среде быстро возрастает с повышением температуры, если они до нагрева не были окислены. Процесс окисления их связан с диффузией кислорода к металлу через образовавшийся слой оксидов, поэтому через некоторый промежуток времени он резко замедляется, а уже окисленный металл в этих же условиях окисляется медленнее.С ростом толщины слоя окалины растет и степень черноты поверхности, причем рост её также постепенно замедляется. У предварительно окисленной поверхности степень черноты увеличивается очень медленно или даже снижается. Представление о характере изменения её у некоторых сплавов дает таблица 1.

Таблица 1.- Интегральная степень черноты некоторых сплавов