О производстве литья

Тепловое излучение, понятие что это

В этой статье вы узнаете, что такое тепловое излучение. Нагретое тело излучает тепловую энергию  передача тепловой энергии  происходит  с помощью  электромагнитных  волн длиной 0,4-400 мкм и частотой 7,5 (10¹¹ -10⁸) Гц. Указанный диапазон волн занимает сравнительно небольшой участок  на шкале  электромагнитных волн смотри рисунок.

Длина волн светового излучения составляет 0,4-0,8 мкм. При температуре свыше 3500 ᴼС тепловая энергия передается и в диапазоне  ультрафиолетового излучения.

Передача  тепловой энергии  излучением  от источника нагрева к  нагреваемому материалу в пламенных и электрических  печах возможна при  температуре  источника нагрева( (пламя или электронагреватель),  превышающей температуру  нагреваемого материала.

   С помощью электромагнитных волн может  передаваться также  электрическая энергия, например, в индукционных печах. В этом случае электромагнитные волны частотой 50-2_ˑ 10⁴ Гц  излучает холодный индуктор, по которому течет  переменный  электрический ток. В его мощное магнитное поле помещают  нагреваемы материал.

В зависимости от агрегатного состояния нагретого  тела  в тепловом  излучении участвует или тонкий поверхностный слой,  если тело твердое (у металлов 0,0005 мм), или весь объем, если тело газообразное.  Встречая на своем пути  твердые, жидкие  или газообразные тела, электромагнитные волны частично  поглощаются, частично отражаются и в некоторых случаях   частично проходят сквозь эти тела. Энергия поглощенных  электромагнитных волн  снова превращаются в  тепловую энергию.

Такое превращение энергии происходит непрерывно в системе  с  различной  температурой тел. В последнем случае количество  излучаемой энергии равно поглощаемой, т.е.  система находится в тепловом равновесии.

Количество теплоты, излучаемое в единицу времени, называют  тепловым потоком излучения Q_и (Вт). Тепловой поток  излучением, отнесенный к единице поверхности, называют  поверхностной плотностью теплового потока излучением q_и ,Вт/м².

q_и = Q_и/F.

Допустим, что на тело  падает  тепловой  поток Q_и  излучением часть которого Q_А поглощается телом, часть Q_К отражается и часть Q_D пропускается смотрите рисунок,

 т.е.

Q_и = Q_А + Q_R + Q_А

Примем следующие обозначения:Q_F/Q_и =А – коэффициент поглощения, или поглощательная способность; Q_R/Q_и = R – коэффициент отражения, или отражательная способность; Q_D/Q_и = D –коэффициент пропускания, или пропускательная способность.

Тогда

А + R + D = 1.

Если A = 1, то R =В = 0 – это означает, что  вся энергия теплового излучения поглощается. Таким свойством обладает  так называемое абсолютно черное тело. Если R = 1, А=D=0, т.е.  энергия  теплового излучения отражается. Таким  свойством обладает  вертикальное тело,  если отражение происходит  согласно законам геометрической оптики, и так  называемое абсолютно белое тело, если отражение  диффузное. Если D=1, то А = D  =0. В этом случае  вся энергия теплового излучения полностью проходит сквозь тело.  Таким свойством обладает так называемое  абсолютно прозрачное тело.

Представление об абсолютно черном, зеркальном и  прозрачном телах условно. Реальные тела, встречающиеся в природе,  одновременно отражают, поглощают и пропускают энергию  теплового излучения. Твердые и жидкие тела энергию  теплового излучения практически не пропускают, т.е. D = 0; А + R = 1.

Газообразные тела, наоборот,  хорошо пропускают  энергию  теплового излучения и плохо  поглощают ее.

Соотношение между характеристиками  теплоотдачи  установлены законами теплового излучения.

Используемая литература:

«Печи и сушила Литейного производства», Г.П. Долотов, Е.А. Кондаков.