/ / Radyant ısı transferi: kavram, hesaplama

Radyant ısı transferi: kavram, hesaplama

Здесь читатель найдет общую информацию о том, что bu tür ısı transferi, radyant ısı transferi fenomeninin yanı sıra, belirli yasalara tabi olması, işlemin özellikleri, ısı formülü, insan ısı transferinin kullanımı ve doğadaki oluşumu ayrıntılı olarak incelenecektir.

Isı transferine giriş

radyant ısı transferi

Radyant ısı transferinin özünü anlamak için önce özünü anlamalı ve ne olduğunu bilmelisiniz?

Isı transferi enerjideki bir değişikliktir.bir nesne veya konu üzerinde çalışmaya devam etmenin yanı sıra, vücutla çalışma yapmadan iç tip. Böyle bir işlem her zaman belirli bir yönde ilerler, yani: ısı derecesi büyük olan bir gövdeden daha küçük olan bir gövdeye ısı transferleri. Vücutlar arasındaki sıcaklıkların dengelenmesi üzerine işlem durur ve ısı iletimi, konveksiyon ve radyasyon kullanılarak gerçekleştirilir.

  1. Termal iletkenlik, bir iç tipteki enerjinin, bir cismin bir parçasından diğerine veya temas ettiklerinde cisimlere aktarılması işlemidir.
  2. Konveksiyon, enerjinin sıvı veya gaz akışları ile birlikte aktarılmasından kaynaklanan ısı aktarımıdır.
  3. Radyasyon doğada elektromanyetiktir, belirli bir sıcaklık durumunda olan bir maddenin iç enerjisi nedeniyle yayılır.

Isı formülü, aktarılan enerji miktarını belirlemek için hesaplamalar yapmanıza izin verir, ancak ölçülen değerler, işlemin niteliğine bağlıdır:

  1. Q = cmΔt = cm (t2 - t1) - ısıtma ve soğutma;
  2. Q = mλ - kristalizasyon ve erime;
  3. Q = mr - buhar yoğunlaşması, kaynama ve buharlaşma;
  4. Q = mq - yakıt yanması.

Vücut ve sıcaklık ilişkisi

Radyant ısı transferinin ne olduğunu anlamak,kızılötesi radyasyon ile ilgili fizik yasalarının temellerini bilmeniz gerekir. Mutlak işarette sıcaklığı sıfırın üstünde olan herhangi bir vücudun her zaman termal enerji yaydığını hatırlamak önemlidir. Elektromanyetik doğanın kızılötesi dalga boyu aralığında yer alır.

Ancak farklı bedenler aynısıcaklık göstergesi, radyant enerji yayma yeteneği farklı olacaktır. Bu özellik, vücut yapısı, doğa, şekil ve yüzey durumu gibi çeşitli faktörlere bağlı olacaktır. Elektromanyetik radyasyonun doğası çift, parçacık dalgasına karşılık gelir. Elektromanyetik alan kuantum niteliktedir ve kuantumu fotonlarla temsil edilir. Atomlarla etkileşime giren fotonlar emilir ve enerji kaynaklarını elektronlara aktarır, foton kaybolur. Bir moleküldeki bir atomun termal titreşiminin enerjisi artar. Başka bir deyişle, yayılan enerji ısıya dönüşür.

Yayılan enerji ana miktar olarak kabul edilir vejoule (J) ile ölçülen W işareti ile gösterilir. Radyasyon akısında, bir süre boyunca ortalama güç değeri salınım dönemlerinden (bir birim süre boyunca yayılan enerji) çok daha fazladır. Akı tarafından yayılan birim, joule ile ikinciye (J / s) bölünür ve watt (W) genel kabul gören seçenek olarak kabul edilir.

Stefan Boltzmann

Radyant Isı Transferi Tanıtımı

Şimdi fenomen hakkında daha fazla bilgi.Radyant ısı transferi, ısı değişimidir, farklı bir sıcaklık göstergesine sahip bir vücuttan diğerine aktarma işlemidir. Kızılötesi radyasyon yardımıyla oluşur. Elektromanyetiktir ve elektromanyetik nitelikteki dalgaların spektral bölgelerinde yatar. Dalga boyu aralığı 0.77 ila 340 mikron arasındadır. 340 ila 100 mikron aralığının uzun dalga boyları olduğu düşünülür; orta dalga aralığı 100 ila 15 mikron arasında değişir ve 15 ila 0,77 mikron kısa dalga boylarına aittir.

Kısa dalga kızılötesigörünür ışığa bitişik ve dalgaların uzun dalga bölümleri ultrashort radyo dalgaları bölgesine gider. Kızılötesi radyasyon doğrusal doğrusal yayılım ile karakterizedir, kırılabilir, yansıtabilir ve polarize edebilir. Görünür radyasyona opak olan bir malzeme listesine nüfuz edebilir.

gri gövde

Başka bir deyişle, radyant ısı transferielektromanyetik dalga enerjisi şeklinde ısı transferi olarak karakterize edilen işlem, karşılıklı radyasyon sürecinde olan yüzeyler arasında ilerler.

Yoğunluk göstergesi karşılıklı olarak belirleniryüzeylerin konumu, cisimlerin yayma ve emme yetenekleri. Cisimler arasındaki radyant ısı transferi konveksiyondan ve ısı transfer işlemlerinden farklıdır, zira ısının vakum yoluyla iletilebilmesi mümkündür. Bu fenomenin diğerleriyle benzerliği, farklı sıcaklık göstergelerine sahip cisimler arasında ısı transferinden kaynaklanmaktadır.

Radyasyon akısı

Cisimler arasındaki radyant ısı transferinin belirli bir miktarda radyasyon akısı vardır:

  1. İçsel tipteki radyasyon akısı, sıcaklık indeksi T'ye ve vücudun optik özelliklerine bağlı olan E'dir.
  2. Olay radyasyon akışları.
  3. Emilen, yansıtılan ve iletilen radyasyon akısı türleri. Toplamda, E'ye eşittirlerped.

Isı transferinin gerçekleştiği ortam radyasyonu emebilir ve kendi başına getirebilir.

Belirli sayıda cisim arasındaki radyant ısı transferi, etkili nitelikteki bir radyasyon akışı ile tanımlanır:

EEF= E + EOTP= E + (1-A) EPAD.
Herhangi bir sıcaklıktaki cisimlerA = 1, R = 0 ve O = 0 indekslerine “kesinlikle siyah” denir. Adam "kara radyasyon" kavramını yarattı. Sıcaklık göstergelerine vücudun dengesine karşılık gelir. Yayılan radyasyon enerjisi, öznenin veya nesnenin sıcaklığı kullanılarak hesaplanır, vücudun doğası bunu etkilemez.

Boltzmann yasalarına göre

radyant enerji

Avusturya topraklarında yaşayan Ludwig Boltzmann1844-1906'da İmparatorluk, Stefan-Boltzmann yasasını yarattı. Bir kişinin ısı değişiminin özünü daha iyi anlamasına ve bilgi ile çalışmasına ve yıllar içinde iyileştirilmesine izin veren oydu. İfadesini düşünün.

Stefan-Boltzmann yasası integral yasasıdırkesinlikle siyah cisimlerin bazı özelliklerini tanımlayan karakter. Siyah bir cismin radyasyon gücü yoğunluğunun sıcaklık indeksine bağımlılığını belirlemenizi sağlar.

Kanuna itaat

Radyant ısı transferi yasaları yasalara uyarStefan-Boltzmann yasası. Isı iletimi ve konveksiyon yoluyla ısı transferi seviyesi sıcaklık ile orantılıdır. Isı akışındaki ışıma enerjisi dördüncü sıcaklık derecesi ile orantılıdır. Şöyle görünüyor:

q = σ A (T14 - T24).

Formülde q, ısı akısıdır, A, vücudun enerji yayan yüzey alanıdır, T1 ve T2 - bu radyasyonun emilimiyle uğraşan yayılan cisimlerin ve çevrenin sıcaklığı.

Yukarıdaki ısı radyasyonu yasası doğrudursadece tamamen siyah bir cismin yarattığı ideal radyasyonu tanımlar (a. h. t.). Yaşamda pratikte böyle bir beden yoktur. Bununla birlikte, siyah rengin düz yüzeyleri r.h. Hafif vücut radyasyonu nispeten zayıftır.

Emisivite katsayısı vardır,çok sayıda st idealinden sapmaları hesaba katmak için tanıtıldı. Stefan-Boltzmann yasasını açıklayan doğru bileşik ifadeye. Emisivite değeri birlikten daha düşük bir değere eşittir. Düz siyah bir yüzey bu katsayıyı 0,98'e getirebilir ve metal bir ayna 0,05'i aşmayacaktır. Bu nedenle, emme kapasitesi siyah cisimler için yüksek ve SLR'ler için düşüktür.

ısı formülü

Gri gövde hakkında (s.t.)

Isı transferinde, genellikle bu türden bahsedilirgri bir beden gibi. Bu nesne, elektromanyetik radyasyonun birden fazla spektral tipte emilim katsayısına sahip olan ve dalga boyuna (frekans) dayanmayan bir gövdedir.

Isı emisyonu aynıaynı sıcaklıkta siyah bir cismin radyasyonunun spektral bileşimine göre. Gri bir cisim, enerji uyumluluğunun daha düşük bir göstergesinde siyah olandan farklıdır. Siyah ST'nin spektral seviyesinde dalga boyu etkilenmez. Görünür ışıkta kurum, kömür ve platin tozu (siyah) gri gövdeye yakındır.

Isı transferi bilgisi uygulamaları

ısı radyasyonu

Isı radyasyonu etrafımızda sürekli olarak meydana gelir.Konut ve ofis binalarında, genellikle ısı radyasyonu ile uğraşan elektrikli ısıtıcılar bulabilirsiniz ve bunu spiralin kırmızımsı bir ışıltısı şeklinde görüyoruz - bu tür bir ısı, kızılötesi spektrumun kenarında “duruyor” gibi görünüyor.

Aslında uzay ısıtma ile uğraşıyorgörünmez kompozit kızılötesi ışıma. Gece görüş cihazı, bir karanlıkta iyi gezinmenizi sağlayan bir kızılötesi radyasyona duyarlı bir ısı radyasyon kaynağı ve alıcıları kullanır.

Güneş enerjisi

cisimler arasında radyant ısı transferi

Güneş haklı olarak güçlü bir yayıcıdırısıl enerji. Gezegenimizi yüz elli milyon kilometrelik bir mesafeden ısıtıyor. Yıllarca kaydedilen ve dünyanın çeşitli köşelerinde bulunan çeşitli istasyonlar tarafından kaydedilen güneş radyasyonunun yoğunluğu göstergesi, yaklaşık 1,37 W / m'ye karşılık gelir.2.

Yaşamın kaynağı güneşin enerjisidir.Dünya gezegeni. Şu anda, birçok zihin bunu kullanmanın en etkili yolunu bulmaya çalışıyor. Artık konut binalarını ısıtabilen ve günlük yaşamın ihtiyaçları için enerji alabilen güneş panelleri biliyoruz.

Sonuç olarak

Özetlemek gerekirse, şimdi okuyucuradyant ısı transferinin belirlenmesi. Yaşamdaki ve doğadaki bu fenomeni açıklayın. Radyan enerjisi, böyle bir fenomende iletilen enerji dalgasının ana özelliğidir ve yukarıdaki formüller bunun nasıl hesaplanacağını gösterir. Genel olarak, sürecin kendisi Stefan-Boltzmann yasasına uyar ve doğasına bağlı olarak üç forma sahip olabilir: olay radyasyon akısı, kendi tipinde radyasyon ve yansıyan, emilen ve iletilen.

sevdim:
0
Popüler Gönderiler
Manevi gelişim
gıda
y