Луч і Стий теплообміну е н, радіаційний теплообмін, здійснюється в результаті процесів перетворення внутрішньої енергії речовини в енергію випромінювання, перенесення енергії випромінювання і її поглинання речовиною. Перебіг процесів Л. т. Визначається взаємним розташуванням в просторі тіл, що обмінюються теплом, властивостями середовища, що розділяє ці тіла. Істотна відмінність Л. т. Від інших видів теплообміну ( теплопровідності , конвективного теплообміну ) Полягає в тому, що він може протікати і за відсутності матеріального середовища, що розділяє поверхні теплообміну, так як здійснюється в результаті поширення електромагнітного випромінювання.
Промениста енергія, падаюча в процесі Л. т. На поверхню непрозорого тіла і характеризується значенням потоку падаючого випромінювання Qпад, частково поглинається тілом, а частково відбивається від його поверхні (див. Рис.).
Потік поглиненого випромінювання Qпогл визначається співвідношенням:
Qпогл = А Qпад,
де А - поглинальна здатність тіла. У зв'язку з тим, що для непрозорого тіла
Qпад = Qпогл + Qoтр,
де Qoтр - потік відбитого від поверхні тіла випромінювання, ця остання величина дорівнює:
Qoтр = (1 - А) Qпад,
де 1 - А = R - відбивна здатність тіла. Якщо поглинальна здатність тіла дорівнює 1, а отже, його відбивна здатність дорівнює 0, тобто тіло поглинає всю падаючу на нього енергію, то воно називається абсолютно чорним тілом .
Поверхня будь-якого тіла, що входить в систему Л. т., Випускає потоки відбитого випромінювання Qoтр і власного випромінювання Qcoб; сумарна кількість енергії, що йде з поверхні тіла, називається потоком ефективного випромінювання Qефф і визначається співвідношенням:
Qефф = Qoтр + Qcoб.
Частина поглиненої тілом енергії повертається в систему у вигляді власного випромінювання, тому результат Л. т. Можна представити як різницю між потоками власного і поглиненого випромінювання. Величина Qpeз = Qcoб - Qпогл називається потоком результуючого випромінювання і показує, яка кількість енергії отримує або втрачає тіло в одиницю часу в результаті Л. т. Потік результуючого випромінювання можна виразити також у вигляді Qpeз = Qефф - Qпад, тобто як різниця між сумарним витратою і сумарним приходом променистої енергії на поверхні тіла. Звідси, враховуючи, що Qпад = (Qcoб - Qpeз) / А, отримаємо вираз, яке широко використовується в розрахунках Л. т .:
.
Завданням розрахунків Л. т. Є, як правило, знаходження результуючих потоків випромінювання на всіх поверхнях, що входять в дану систему, якщо відомі температури і оптичні характеристики всіх цих поверхонь. Для вирішення цього завдання, крім останнього співвідношення, необхідно з'ясувати зв'язок між потоком Qпад на дану поверхню і потоками Qефф на всіх поверхнях, що входять в систему Л. т. Для знаходження зв'язку з цим використовується поняття середнього кутового коефіцієнта випромінювання, який показує, яка частка полусферического ( тобто випускається в усіх напрямках в межах півсфери) випромінювання деякої поверхні, що входить в систему Л. т., падає на дану поверхню. Таким чином, потік Qпад на будь-які поверхні, що входять в систему Л. т., Визначається як сума добутків Qефф всіх поверхонь (включаючи і цю, якщо вона увігнута) на відповідні кутові коефіцієнти випромінювання.
Л. т. Грає значну роль в процесах теплообміну, що відбуваються при температурах близько 1000 ° С і вище. Він широко поширений в різних областях техніки: в металургії, теплоенергетиці, ядерній енергетиці, ракетній техніці, хімічній технології, сушильній техніці, геліотехніці.
Літ .: Невський А. С., Теплообмін випромінюванням в металургійних печах і топках котлів, Свердловськ, 1958; Блох А. Г., Основи теплообміну випромінюванням, М. - Л., 1962; Ісаченко В. П., Осипов В. А., Сукомел А. С., Теплопередача, М., 1969.
В. А. Арутюнов.
Схематичне зображення потоків випромінювання при променистому теплообміні.
