le transfert de chaleur par rayonnement se fait sous forme d’ondes électromagnétiques principalement dans la région infrarouge. Le rayonnement émis par un corps est une conséquence de l’agitation thermique de ses molécules qui le composent. Le transfert de chaleur par rayonnement peut être décrit par référence au « corps noir ».
Le Corps Noir
Le corps noir est défini comme un corps qui absorbe toutes les radiations qui tombe sur sa surface. Les corps noirs réels n’existent pas dans la nature – bien que ses caractéristiques soient approximées par un trou dans une boîte remplie de matériau hautement absorbant., Le spectre d’émission d’un tel corps noir a d’abord été décrit par Max Planck.
un corps noir est un corps hypothétique qui absorbe complètement toutes les longueurs d’onde du rayonnement thermique incident sur lui. De tels corps ne réfléchissent pas la lumière et apparaissent donc noirs si leurs températures sont suffisamment basses pour ne pas être auto-lumineuses. Tous les corps noirs chauffés à une température donnée émettent un rayonnement thermique.,
l’énergie de rayonnement par unité de temps d’un corps noir est proportionnelle à la quatrième puissance de la température absolue et peut être exprimée avec la Loi de Stefan-Boltzmann comme
la constante de Stefan-Boltzmann en unités impériales
σ = 5.6703 10-8 (W/m2k4)
= 1.714 10-9 ( BTU/(h ft2 Ou4) )
= 1.,19 10-11 ( Btu/(h in2 oR4) )
- rayonnement thermique d’un corps noir – environnement zéro absolu (pdf)
exemple – rayonnement thermique de la surface du Soleil
Si la température de surface du Soleil est de 5800 K et si nous supposons que le soleil peut être considéré comme un corps noir l’énergie de rayonnement par unité de surface peut être exprimé en modifiant (1) en
Q / A = σ T4
= (5.6703 10-8 w/m2k4) (5800 K)4
= 6.,42 107 (W/m2)
corps gris et coefficients D’émissivité
pour les objets autres que les corps noirs idéaux (‘corps gris’), la Loi de Stefan-Boltzmann peut être exprimée par
q = ε σ T4 A (2)
où
ε = coefficient d’émissivité de l’objet (un – 1 – pour un corps noir)
pour le corps gris, le rayonnement incident (aussi appelé irradiation) est partiellement réfléchi, absorbé ou transmis.,
Le coefficient d’émissivité est dans l’intervalle 0 < ε < 1, en fonction du type de matériau et de la température de la surface.
- de Fer oxydé à 390 de (199 oC) > ε = 0.64
- en Cuivre poli à 100 (38 oC) > ε = 0.,03
- coefficients d’émissivité pour certains matériaux courants
taux net de perte de rayonnement
Si un objet chaud rayonne de l’énergie vers son environnement plus froid, le taux net de perte de chaleur par rayonnement peut être exprimé en
- constantes de rayonnement pour certains matériaux de construction courants
les pertes de chaleur d’une surface chauffée vers un environnement non chauffé avec des températures rayonnantes moyennes sont indiquées dans le tableau ci-dessous.,
Télécharger et imprimer le diagramme de transfert de chaleur par rayonnement
calculatrice de transfert de chaleur par rayonnement
Cette calculatrice est basée sur l’équation (3) et peut être utilisée pour calculer le rayonnement thermique d’un objet chaud vers un environnement plus froid.
notez que les températures d’entrée sont en degrés Celsius.
ε – coefficient d’émissivité
th – température chaude de l’objet (oC)
tc – température froide ambiante (oC)
ac – surface de l’objet (m2)
calculateur de charge!,
loi cosinus de Lambert
l’émission de chaleur d’une surface dans un angle β Peut être exprimée avec la loi cosinus de Lambert comme