Сәуле шығарумен болатын жылу алмасудың негізгі заңдары

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 21Следующая ⇒

3.Сәуле шығарумен болатын жылу алмасудың негізгі заңдары

Жылулық алмасудың заңдары абсалюттік қара денеге және термикалық тұрақтылыққа сәйкестендірілген.

Планк заңы

Атақты неміс физигі 1900ж М.Планк абсалют қара дененің сәуле шығару заңын қорытып шығарды және толқын ұзындығын:

(4.91)

Мұнда l -толқын ұзындығы

е-натуралдық логарифм

с₁=3,74×10^-¹⁶, Вт/м²- бірінші Планк тұрақтысы

с₂=1,44×10^-2, м×К-екінші планк тұрақтысы

Бұл суретте графикалық планк тұрақтысы берілген . Берілген изотерм графикте интенсивтік сәулелену басында көрсетілген ,ал қысқа толқын аймақтарында тез максимумға дейін артып сосын қайтадан кемиді.Толқынның бір ұзындығы бойынша интенсивтік сәулеленудің температурасы денеге қарағанда көбірек.

Виннің ығысу заңдары

1877 жылы неміс физигі В.Вин (1864-1928) термадинамика және электродинамика заңдарына сүйене отырып жоғарыда айтылған абсалют температура Т және толқын ұзындығы λ_максмаксимум интенсивтік сәулеленуге сәйкес келтірілген

λ_макс×Т=в=const. (4.92)

Егер температура өсетін болса, онда энергияның максимум шамасы толқын ұзындығының қысқа жағына қарай ,ал температура төмендейтін болса,толқын ұзындығының ұзару жағына қарай ығысатын болады. Вин заңының негізінде сәуле шығаратын денелердің өте жоғары температураларын өлшеу әдісі табылды. Тәуелсіздік тұрақтылықтың мәнің білу үшін Планк тұрақтысының зерттеулері қөмектесті в=2,8978×10^-³ м×К.

Осы формулаларды l_макс×Т Планк Формуласына сәйкестендіретін болсақ,онда біз максималдық интенсивтілікті аламыз(J₀_l)

(J₀_l)_макс=с₃Т⁵ Вт/м³,

Мұнда с₃=1,309×10^-⁵ Вт/(м³×К⁵) .Сонымен максималдық интенсивтік сәулеленуц абсалют қара дененің температурасының бесінші дәрежесіне пропорцанал.

И. Стефан — Л. Больцманның заңы

Австрия физигі И. Стефан (1835-1893) 1879 жылы эксперименттер нәтижесін зерттей келе және Л. Больцман 1884 жылы термадинамикалық әдісті қолданып,теория жүзінде бір-біріне тәуелсіз абсалют қара дененің сәуле шығарғыштық қабілетінің температураға тәуелділігін анықтады. Сондықтан бұл заң Стефан-Больцман заңы деп аталады

Интеграциялау нәтижесінде:

Е₀=s₀×Т⁴, Вт/м²(4.93)

Мұндағы s₀=5,67×10^-⁸, Вт/(м²×К)-абсалют қара дененің сәулеленуінің тұрақтысы.

Техникалық есептеулерде тұрақты s₀ ді 10⁸ арттырады,ал формуладағы компенсация үшін температураны 100 ге бөледі. Сонда И. Стефан — Л. Больцманның заңы мына түрге келеді

мұндағы с₀=5,67 Вт/(м²×К⁴)- абсалют қара дененің сәулеленуінің коэффициенті

И. Стефан — Л. Больцманның заңы сұр денелерге де қолданылады. Себебі сұр денелердің сәулеленуі қара денелердікіндей абсалют температурасының төртінші дәрежесіне пропорцианал, бірақ сәулелену энергиясы қара денелерден аз.

[kgl]

[gl] ТАҚЫРЫП12. Жылу берілуі [:]

Дәріс мақсаты: Әр түрлі жағдайлардағы жылу алмасу процесстерін қарастыру.

Дәріс жоспары:

1. Жазық қабырға арқылы жылу алмасу.

2. Цилиндр тәрізді қабырға арқылы жылу алмасу.

3. Жылу алмасу аппараттарының түрлері.

4. Жылу алмасу аппараттарының есебі.

1.Жазық қабырға арқылы жылу алмасу.

Жылу берілу дегеніміз – бір қозғалмалы ортадан (сұйықтық немесе газ) жылудың екінші ортаға оларды бөлетін қатты қабырға арқылы берілуі.

Стационарлық режим үшін жылу берілудің есептік формуласы мынадай:

Q=кH(t_ж1-t_ж2). (4.104)

Бір қабатты жалпақ қабырға үшін жылу берілу коэфиценті былай анықталады:

. (4.105)

Жылу берілудің толық термиялық қарсыласуы дегеніміз – жылу алмасудың коэффицентіне кері шама:

. (4.106)

Көп қабатты жалпақ қабырға коэффициенті үшін стационарлық тәртібі мынадай:

, (4.107)

— көп қабатты қабырғаның термиялық қарсыласуы.

Көп қабатты цилиндрлық қабырғаның сызықтық коэффициентінің жылу берілуі анықталады:

. (4.108)

к_l шама жылу берілудің сызықтық коэффициенті деп аталады. Ол ыстық және суық ортаның бірлік уақыт шамасында, температура айырымы 1˚С болғанда, ұзындығы 1 м труба қабырғасы арқылы өтетін жылу мөлшеріне тең шаманы көрсетеді.

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒