varmeoverførsel gennem stråling finder sted i form af elektromagnetiske bølger hovedsageligt i det infrarøde område. Stråling udsendt af et legeme er en konsekvens af termisk omrøring af dets komponerende molekyler. Stråling varmeoverførsel kan beskrives ved henvisning til den’sorte krop’.
den sorte krop
den sorte krop er defineret som et legeme, der absorberer al stråling, der falder på dens overflade. Faktiske sorte kroppe findes ikke i naturen – selvom dens egenskaber tilnærmes af et hul i en kasse fyldt med stærkt absorberende materiale., Emissionsspektret for en sådan sort krop blev først fuldt ud beskrevet af Ma.Planck.
en sort krop er en hypotetisk krop, der helt absorberer alle bølgelængder af termisk strålingshændelse på den. Sådanne kroppe reflekterer ikke lys og forekommer derfor sorte, hvis deres temperaturer er lave nok til ikke at være selvlysende. Alle sorte kroppe opvarmet til en given temperatur udsender termisk stråling.,
Den stråling, energi pr tidsenhed fra et sort legeme er proportional med fjerde potens af den absolutte temperatur, og kan være udtryk med Stefan-Boltzmanns Lov, som
Stefan-Boltzmann Konstant i Imperial-Enheder
σ = 5.6703 10-8 W/m2K4)
= 1.714 10-9 ( Btu/h ft2 oR4) )
= 1.,19 10-11 ( Btu/h in2 oR4) )
- Varme stråling fra et sort legeme – omgivelser absolutte nulpunkt (pdf)
Eksempel – varmestråling fra overfladen af Solen
Hvis overfladetemperaturen på solen 5800 K, og hvis vi antager, at solen kan betragtes som et sort legeme stråling energi per arealenhed kan udtrykkes ved at ændre (1) for at
q / A = σ T4
= (5.6703 10-8 W/m2K4) (5800 K)4
= 6.,42 107 (W/m2)
Grå Organer og Emissivitet Koefficienter
For andre objekter end ideelt sort legeme (“grå organer”) Stefan-Boltzmanns Lov, der kan udtrykkes som
q = ε σ T4 A (2)
hvor
ε = emissivitet koefficient af objektet (en – 1 – for et sort legeme)
For den grå krop den indfaldende stråling (også kaldet bestråling) er dels reflekteret, absorberet eller transmitteret.,
emissivitetskoefficienten ligger i området 0< ε< 1, afhængigt af materialetype og overfladetemperatur.
- oxideret Jern på 390 af (199 oC) > ε = 0.64
- poleret Kobber på 100 (38 ° c) > ε = 0.,03
- emissivitet koefficienter for nogle fælles materialer
Net Stråling Tab Rate
Hvis et varmt objekt er udstrålende energi til sin køligere omgivelser nettet stråling varmetab sats kan udtrykkes som
- Stråling konstanter for nogle almindelige byggematerialer
Varmetab fra en opvarmet overflade til uopvarmede omgivelser med middelværdi strålende temperaturer, der er angivet i skemaet nedenfor.,
do .nload og udskriv varmeoverførsel med Radiation chart
Radiation Heat Transfer Calculator
denne lommeregner er baseret på ligning (3) og kan bruges til at beregne varmestrålingen fra en varm genstand til koldere omgivelser.
Bemærk, at indgangstemperaturerne er i grader Celsius.
ε – emissivitet koefficient
th – objekt varm temperatur (oC)
tc – omgivelser kold temperatur (oC)
Ac – objekt areal (m2)
Indlæs Lommeregner!,
Lamberts cosinus lov
varmeemission fra en overflade i en vinkel β kan udtrykkes med Lamberts cosinus lov som