Тепломассообмен (физико-математические основы): Учебное пособие, страница 8

                                                                     Выражая  dq  через  J и  B  из  пре                         n                                          дыдущих формул,  получим

                                                  dw                        J = B cos u,

                                                               то  есть  интенсивность  излучения  

          n₁                 u                                   абсолютно  чёрного  тела  меняется

                                                               пропорционально  косинусу  угла

          dF_u                        dF                    между  нормалью  n  к  поверхности  F

                                                               и  направлением  потока  излучения.

Так  формулируется  закон  Ламберта.

Во  всем  полупространстве  этот

Рисунок 2. – Схема  к  определению       закон  строго  справедлив  лишь  для яркости  излучения               абсолютно  чёрного  тела.  Излучение  неметаллов  подчиняется  ему  в  пределах  u = 0…60⁰,  а  металлов  -  при  u = 0…40⁰.  По  мере  увеличения   u сверх  60⁰  яркость  неметаллов  резко  падает  до  нуля,  а  яркость  металлов  после  40⁰  сначала  возрастает,  а   при  u > 80⁰  резко  падает  до  нуля.  Таким  образом,  у  диэлектриков  отклонения  от  закона  Ламберта  не  имеют  существенного  значения  и  можно  их  не  учитывать,  а  у  металлов,  особенно  полированных,  их  нужно  обязательно  иметь  в  виду.

В  связи  с  селективностью  излучения  реальных  тел  в  теорию  лучистого  теплообмена  введены  понятия  спектральных  характеристик  тел:  яркости,  степени  черноты,  коэффициента  поглощения  и  т. д.   Эти  величины  входят  в  интегральные  уравнения  лучистого  теплообмена.

Поскольку  необходимо  знание  зависимости  этих  величин  от  угла    u,  а  для  поглощательной  способности  А_u - еще  и  знание  распределения  падающего  излучения  по  u,  использование  этих  уравнений  становится  весьма   затруднительным.

Значительное  упрощение  расчетов  возможно  в  тех  случаях,  когда  реальные  тела  по  своим  свойствам   приближаются  к  серым.  К  таким  телам  относятся  шероховатые,  у  которых  отраженное  и  собственное  излучение  близко  к  идеально  диффузному.

Отклонение  излучения  реальных  шероховатых  тел  от  излучения  серых  отчасти  сглаживается  тем,  что  их  степень  черноты  определяется  экспериментально,  для  каждого  конкретного  тела.  Отклонение  от  закона  Ламберта  также  частично  сглаживается  за  счет  отраженного  излучения.  В  этих  условиях  возможно  использование  систем  алгебраических  уравнений.

1.2.1.  Виды  лучистых  потоков.  Угловые   коэффициенты

Твердые  тела  и  капельные  жидкости  не  пропускают  тепловые  лучи, следовательно,  падающий  лучистый  поток  Q_п  делится  на  отраженный  Q_от и  поглощенный  Q _пг.  Часть  поглощенного  потока  может  пойти  на  увеличение  энтальпии  тела – Q _р,  а  остальная  часть  пойдет  на  собственное  излучение  Q_с = q F.  Следовательно,  результирующий  поток Q_р = Q_пг – Q_с.  От  поверхности  тела  будут  исходить  два  потока – Q_от  и Q _с.  Их  сумму  называют  исходящим Q _ис потоком  или  эффективным Q _э.Коэффициент  отражения  твердых  тел  и  жидкостей  R = 1 – A;  газы,  как  уже  было  сказано,  не  отражают,  поэтому  у  них  коэффициент  пропускания  D = 1 – A,  а  падающий  поток  делится  на поглощенный  и  пропущенный;  результирующий  также  определяется  разностью  между  поглощенным  и  собственным. Поглощенный,  отраженный  и  пропущенный  потоки  определяются  через  соответствующие  коэффициенты:  Q _пг = AQ _п , Q _от = RQ _п , Q _пр = DQ _п .