Модул 3. Сәулелі жылуалмасу

Модул 3. Сәулелі жылуалмасу

Дәріс 13

2 Сәулелі жылуалмасудың негізгі заңдары.

3 Стефан-Больцман, Кирхгоф, Ламберт, Вин заңдары.

4 Екі дене арасындағы сәуле шығару.

5 Газ бен қабырға арасындағы сәуле шығару.
Жылулы сәуле шығару.

Жылулы сәуле шығару барлық денелерге тен. Егер дененің бетіне Qс.ж мөлшерде сәулелі жылу түссе оның тек бір бөлігі ғана денемен сіңіріліп жылу энергиясына айналады да басқа бөлігі дене бетінен шығарылып қалған бөлігі дене арқылы өтңп кетеді.

немесе

Qa/Qcж+Qr/Qсж+Qd/Qсж=1

(2)

(1) теңдеудегі Qa/Qcж дененің сәулелі жылуды сіңіруі, Qr/Qсж шағылысу, Qd/Qсж өзінен өткізіп жіберу қабілеттерін сипаттайды.

- егер А=1 болса онда денеге түскен сәулелі жылудың барлығы сіңіледі мұндай дене – абсолют (мүлде) қарда деп аталады.

- егер R=1 болса, онда денеге түскен сәулелі жылудың барлығы шағылысады мұндай дене абсолют ақ деп аталады.

- егер D=1 болса, онда денеге түскен сәулелі жылудың барлығы денеден өтіп кетеді. Мұндай дене абсолют мөлдір дене деп аталады.

Табиғатта абсолют қара, ақ және мөлдір денелер жоқ. A, R және D лардың арасындағы байланыстар дененің табиғатына беттің түріне және оның температурасына байланысты болады. Әдетте қатты дене және сұйықтар үшін D=0 R+A=1 болады. Газдар негізінен мөлдір денелер қатарына жатады. Нақты жағдайда денелер бетіне түскен сәулелі энергияның бір бөлігі сіңіріледі, тағы бір бөлігі шағылысады, ол қалғаг бөлігі денеден өтіп кетеді. Мұндай денелер сұр денелер деп аталады .

Стефон –Больцман заңы.

Беті F дененің  уақытта шығарған сәулелі мөлшерін дененің сәуле шығару қабілеттілігі деп аталады.

Сәулелі жылуалмасу; жылулық баланс; абсолютті ақ және қара дене; Стефан-Больцман заңы; сәуле шығару.

2 Сәуле шығару процесінің жылулық балансын жазыңыз

3 Абсолютті ақ және қара дене дегеніміз не?

4 Стефан-Больцман заңын жазыныз.

5 Жылу сәуле шығарудың негізгі заңдары қандай.

6 Екі дене арасындағы сәуле шығару.

7 Газ бен қабырға арасындағы сәуле шығару.
Ұсынылатын оқулықтар
1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат., 1969. – б.3-20

2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». – М.: Высшая школа, 1980. – б.3-15

3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-16

4 Баскаков Б.В., Берг О.К., Витт и др. «Теплотехника» - М.: Энергоатомиздат., 1991. – б. 4-11, б. 40-41

5 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.
Модул 3. Сәулелі жылуалмасу

Дәріс 14

2 Сұр денелер арасындағы жылу мөлшері.

3 Бір-біріне жақын орналасқан үлкен параллель бетер арасындағы сәулелі жылуалмасу.

4 Жалынның сәуле шығаруы.

5 Жалынның қараю дәрежесі.
Сұр беттердің арасындағы сәулелі жылуалмасуда сәулелі энергияның бір беттен екінші бет арасында олар толығымен жұтылғанша шағыла беретіндігімен күрделінеді. Бірақ, осы жағдайдың өзінде де бір денеден екінші денеге берілетін жылу мына формуламен анықталады, ккал/сағ.:

(1)

мұндағы С_пр-сәуле шығарудың келтірілген коэффициенті.

Екі сұр денеден тұратын тұйық жүйеге арналған сәуле шығарудың келтірілген коэффициентін, ккал/м²чК, Д. В Будрин былайша табуды ұсынады:

(2)

Сәулелі жылуалмасудың жеке жағдайларын қарастырамыз.

Бір-біріне жақын орналасқан үлкен параллель беттер арасындағы сәулелі жылуалмасу. Бұл жағдайда және сәуле шығарудың келтірілген коэффициенті мына формуламен анықталады:

(3)

Бірінің ішінде екіншісі орналасқан екі дене (екі коаксидалды цилиндірлер, екі концентрлі шарлар және т.б.) арасындағы сәулелі жылуалмасу:

Бұл кездегі ішкі дененің сыртқы денемен салыстырғандағы бұрыштық коэффициенті және сыртқы дененің ішкі денемен салыстырғандағы бұрыштық коэффициенті тең болады.

Жалынның сәуле шығаруы. Оттық бен пештің жану камерасында тек жану өнімдерінің ғана қозғалысы болмайды, сонымен қатар, онда жанғыш газдардан (көміртегімен шаңдар) тұратын жалын да болады.

Жалын түссіз және сәуле шығаратын болып бөлінеді. Жалынның сәуле шығаруы ондағы көмірсутекті қосындылардан пайда болатын күйелі көміртектің мөлшерімен анықталады. Бұндай ұсақ бөлшектердің өлшемі 2 мкм (бұл көзге көрінетін сәуленің өлшемдеріне пара-пар) тең. 1 см³ жалында ондаған миллион осындай бөлшектер бар. Жоғары температуралы ашық жарқылдайтын жалынды, кенеттен салқындатсақ (тоңазытып), онда жанбай қалған көміртекті жинап, өлшеуге болады. Жалында күйелі көміртегінең басқа көмір шаңдары және ұшпалы күлдер (10 мкм1000 мкм) де бар.

Газ ағынындағы ұшып жүрген күйелі көміртегі жалынның қараю дәрежесін және оның сәуле шығару қабілеттілігің арттырады. Сондықтан, аз көміртекті газбен жанатын жоғарғы температуралы пештерге жалынның қараю дәрежесін көбейту үшін, оған карбюрация (қоспа қосу арқылы қанықтыру) жолымен ұсақ бүркілген шәйірлер (смола) және қарамай (мазут) қосады. Мартен пештерін генератор газымен жаққанда оған 1м³ газға 1030 г шәйір немесе қарамай қосады.

Сәуле шығаратын жалынның қараю дәрежесі мыналардан

- отынның қасиеттерінен, газ тәрізді отындарда көмірсутекті қосындылар мен шәйірлерден;

- отынды жағуға дайындау жолынан (мысалы, қара майды жаққанда оның бүрку размерлерінен, оның жылыту дәрежесінен, шаң тәріздердіотындарды жаққанда оның ұсақталу дәрежесінен);

- отынмен ауаның араласу тәсілімен, яғни бүріккүш бен жанарғының (гарелка) құрылымынаң және олардың жұмыс істеу режимінен;

- оттық кеңістігінің құрылысы мен оның жұмыс істеу режимінен және ондағы газ қабатының қалындығынан, газдың температурасынан, газ ағындарының циркуляциясынаң (айналысынан) тәуелді:

Сәуле шығаратын жалынның қараю дәрежесі мына формуламен анықталады:

(4)

мұндағы, _г - үш атомды газдардың болуымен анықталатын жалынның қараю дәрежесі (көрінбейтін сәуле шығару);

_вид - газ ағынында қалқып жүрген көзге көрінетін көміртегі бөлшектерімен анықталатын қараю дәрежесі;

 - өзара сәуле шығаруға арналған түзету.

Сәуле шығаратын жалынның қараю дәрежесі есептеу кезінде бағалауы қиынға соғатын факторлардан тәуелді, сондықтан есептеу мөлдір жалындарға жасалады да, содан кейін отынды жағу тәсіліне және отынның түріне байланысты түзету көбейткіштері қолданылады.

Сәулелі жылуалмасу; Сұр беттер; Будриннің формуласы; Сәуле шығаратын жалынның қараю дәрежесі.

2 Сұр денелер арасындағы жылу мөлшері қандай формуламен анықталады?

3 Сәуле шығарудың келтірілген коэффициентін анықтайтын шығарудын

4 Будриннің формуласын жазыңыз.

5 Бір біріне жақын орналасқан үлкен параллель беттер арасындағы сәулелі жылуалмасуды түсіндіріңіз

6 Параллель беттер арасындағы сәулелі жылуалмасу процесінің сәуле шығаруының келтірілген коэффициентінің формуласын келтіріңіз.

7 Екі тұйық жүйелер арасындағы сұр денелердің сәулелі жылуалмасуының келтірілген коэффициентін жазыңыз.

8 Жалының сәуле шығарауын түсіндіріңіз.

9 Сәуле шығаратын жалынның қараю дәрежесі неден тәуелді.

10 Сәуле шығаратын жалынның қараю дәрежесінің есебін түсіндіріңіз.

2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». – М.: Высшая школа, 1980. – б.3-15

3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-16

4 Баскаков Б.В., Берг О.К., Витт и др. «Теплотехника» - М.: Энергоатомиздат., 1991. – б. 4-11, б. 40-41

5 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.

Модул 3. Сәулелі жылуалмасу