М2.В. ДВ.1.2 Перенос энергии излучением
Целью освоения дисциплины "Перенос энергии излучением" является создание представлений об энергетическом излучении и процессах ее переноса в различных средах.
Задачи дисциплины:
познакомить с основами энергии излучения;
познакомить с процессами переноса энергии излучением;
познакомить с методами переноса энергии излучением;
познакомить со способами решения уравнения переноса энергии в различных средах.
Содержание
1. Введение
Спектр электромагнитного излучения. Понятие об абсолютно черном теле. Излучательные свойства абсолютно черного тела.
2. Радиационные свойства поверхностей
Степень черноты. Поглощательная способность. Отражательная способность. Определение радиационных свойств с помощью классической электромагнитной теории. Спектральные измерения.
3. Радиационные свойства реальных материалов
Введение. Зависимость степени черноты от направления. Зависимость степени черноты от длины волны. Влияние температуры поверхности. Влияние шероховатости поверхности. Влияние загрязнение поверхности. Зависимость интегральных характеристик от температуры. Полупроводники. Специальные поверхности.
4. Теория теплообмена излучением
Теория теплообмена в замкнутой системе поверхностей. Комбинированные способы переноса энергии. Система обозначений.
5. Теплообмен излучением между черными изотермическими поверхностями
Теплообмен излучением между двумя элементарными площадками. Угловые коэффициенты и теплообмен излучением между двумя поверхностями. Методы вычисления угловых коэффициентов. Теплообмен излучением в замкнутой системе, состоящей из черных поверхностей.
6. Теплообмен излучением в замкнутых системах, образованных диффузно-серыми поверхностями
Организация анализа. Сводка ограничений. Теплообмен излучением между поверхностями конечных размеров. Теплообмен между бесконечно малыми площадками.
7. Теплообмен излучением в замкнутых системах, содержащих зеркально отражающие поверхности
Теплообмен излучением между парами зеркально отражающих поверхностей. Метод сальдо для замкнутых систем, имеющих зеркальные и диффузные поверхности.
8. Теплообмен излучением при наличии других видов переноса энергии
Введение. Совместное действие излучения и теплопроводности. Совместное действие излучения и конвекции. Совместное действие излучения, теплопроводности и конвекции.
9. Основы переноса излучения в поглощающих, излучающих и рассеивающих средах
Введение. Физические механизмы поглощения и излучения. Некоторые основные свойства интенсивности излучения. Ослабление излучения. Испускание излучения. Радиационные свойства газов, используемые в инженерных расчетах. Понятие локального термодинамического равновесия.
10. Уравнение переноса излучения в излучающем и поглощающем газе
Введение. Уравнение переноса. Закон сохранения энергии в среде. Уравнение переноса для плоского слоя. Серый газ. Вывод энергетических соотношений с помощью фотонной модели переноса излучения.
11. Приближенные решения уравнения переноса излучения
Приближение прозрачного газа. Приближение излучающей среды. Приближение холодной среды. Приближение диффузии излучением. Упрощенный вывод уравнения диффузии излучения. Уравнение Росселанда для локального потока излучения. Скачок поверхностной плотности потока черного излучения как граничное условие. Скачок поверхностной плотности потока черного излучения между двумя областями поглощающего и излучающего газа. Неподвижный серый газ между параллельными пластинами. Приближения, основанные на использовании средних коэффициентов поглощения. Приближенное решение уравнения переноса излучения в общем виде.
12. Инженерный метод расчета излучения газа в замкнутых системах
Введение. Метод сальдо для замкнутых систем, заполненных изотермическим газом. Спектральные соотношения. Определение спектральных среднегеометрических пропускательной и поглощательной способностей. Средняя длина пути луча при излучении объема газа на всю граничную поверхность или часть ее. Интегральный теплообмен излучением между объемом газа и черной граничной поверхностью при использовании понятия о средней длине пути луча. Определение интегрального потока излучения в замкнутой системе путем суммирования спектральных уравнений. Перенос излучения в неизотермических газах.
13. Перенос энергии излучением совместно с теплопроводностью и (или) конвекцией
Введение. Совместное действие излучения и теплопроводности. Конвекция, теплопроводность и излучение.
14. Перенос излучения в рассеивающей и поглощающей среде
Введение. Некоторые величины, используемые при описании процесса рассеяния. Рассеяние на частицах различных типов. Перенос излучения в рассеивающей среде.
15. Некоторые специальные проблемы переноса излучения в поглощающих и излучающих средах
Радиационные явления в средах с показателем преломления, не равным единице. Пламеня, светящиеся пламенна и излучающие частицы. Люминесценция. Нестационарные задачи переноса излучения.
16. Расчетно-графическая работа
Градуировка радиометра по модели абсолютно-черного тела.
