Il trasferimento di calore attraverso la radiazione avviene sotto forma di onde elettromagnetiche principalmente nella regione infrarossa. La radiazione emessa da un corpo è una conseguenza di agitazione termica delle sue molecole di composizione. Il trasferimento di calore da radiazione può essere descritto facendo riferimento al “corpo nero”.
Il corpo nero
Il corpo nero è definito come un corpo che assorbe tutte le radiazioni che cadono sulla sua superficie. I corpi neri reali non esistono in natura, anche se le sue caratteristiche sono approssimate da un buco in una scatola piena di materiale altamente assorbente., Lo spettro di emissione di un tale corpo nero è stato descritto per la prima volta da Max Planck.
Un corpo nero è un corpo ipotetico che assorbe completamente tutte le lunghezze d’onda della radiazione termica incidente su di esso. Tali corpi non riflettono la luce e quindi appaiono neri se le loro temperature sono abbastanza basse da non essere auto-luminose. Tutti i corpi neri riscaldati a una data temperatura emettono radiazioni termiche.,
L’energia di radiazione per unità di tempo da un corpo nero è proporzionale alla quarta potenza della temperatura assoluta e può essere espresso con la Legge di Stefan-Boltzmann come
La Costante di Stefan-Boltzmann in Unità Imperiali
σ = 5.6703 10-8 (W/m2K4)
= 1.714 10-9 ( Btu/(h m2 oR4) )
= 1.,19 10-11 ( Btu/h in2 oR4) )
- la radiazione di Calore da un corpo nero – dintorni zero assoluto (pdf)
Esempio – la Radiazione di Calore dalla superficie del Sole
Se la temperatura della superficie del sole di 5800 K e se si assume che il sole può essere considerato come un corpo nero l’energia di radiazione per unità di superficie può essere espresso mediante la modifica (1) a
q / A = σ T4
= (5.6703 10-8 W/m2K4) (5800 K)4
= 6.,42 107 (W/m2)
Grigio Corpi e i Coefficienti di Emissività
Per gli oggetti di diversa ideale corpi neri (‘grigia e corpi) la Legge di Stefan-Boltzmann può essere espresso come
q = σ σ T4 (2)
dove
ε = coefficiente di emissività dell’oggetto (un – 1 – per un corpo nero)
Per il corpo grigio radiazione incidente (anche chiamato irradiazione) è in parte riflessa, assorbita o trasmessa.,
Il coefficiente di emissività è nell’intervallo 0 <ε < 1, a seconda del tipo di materiale e della temperatura della superficie.
- ferro ossidato a 390 di (199 oC) > ε = 0.64
- Rame lucido a 100 di (38 oC) > ε = 0.,03
- i coefficienti di emissività per alcuni materiali comuni
Radiazione Netta Tasso di Perdita
Se un oggetto caldo è energia radiante per il suo dispositivo di raffreddamento dintorni la radiazione netta tasso di perdita di calore può essere espresso come
- Radiazione costanti per alcuni comuni materiali da costruzione
Perdita di calore da una superficie riscaldata di un ambiente non riscaldato con media radiante temperature sono indicate nella tabella qui sotto.,
Scaricare e stampare il trasferimento di calore dal grafico di radiazione
Radiation Heat Transfer Calculator
Questa calcolatrice si basa sull’equazione (3) e può essere utilizzata per calcolare la radiazione di calore da un oggetto caldo a un ambiente più freddo.
Si noti che le temperature di ingresso sono in gradi Celsius.
ε – coefficiente di emissività
th – oggetto temperatura calda (oC)
tc – ambiente temperatura fredda (oC)
Ac – area oggetto (m2)
Calcolatore di carico!,
La legge del coseno di Lambert
L’emissione di calore da una superficie in un angolo β può essere espressa con la legge del coseno di Lambert come