تبادل تابش خالص بین سطوح

ویکی‎کتاب، کتابخانهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو

محاسبه تشعشع:

سطوح جسم سیاه:

دو صفحه که در مقابل یکدیگرند را در نظر بگیرید.یکی در دمای و دیگری در دمای .


=


مثال1: یک جسم سیاه داریم که با محیط اطراف تشعشع می کند.خالص خروجی از سطح چقدر است؟

حل: عدد 2 را به محیط اطراف نسبت می دهیم.


مثال2: یک استوانه که سطح جانبی آن عایق است در نظر بگیرید.ارتفاع استوانه 2متر و قطر آن 1 متر است.شار ورودی از کف استوانه چقدر باشد تا دمای سطح جانبی 1000 کلوین بماند.سطح بالای استوانه به محیط باز است و دمای محیط اطراف 300 کلوین است.

حل:

سطح پایین را 1 و سطح اطراف را 2 مینامیم. بالای استوانه را فرض می کنیم با یک جسم سیاه که همدمای محیط است پوشیده شده است و این سطح را 3 می نامیم.



از معادله F داریم:

از معادله E داریم:

با حل معادله داریم:

از معادله D داریم:

از معادله C داریم:

پس

حل EESمسئله[ویرایش]

دمای K در مثال بالا چقدر حرارت بدهيم تا دمای کف به1000K برسد؟دمای جداره جانبی در اين حالت چقدر است؟ دمای سطوح ثابت و سطوح جسم سياه هستند.اثرات جابجايی اجباری را لحاظ کنيد.

E_b1=sigma#*(1000)^4

E_b3=sigma#*(300)^4 E_b2=sigma#*T_2^4 R_12=1.53 R_13=7.49 R_32=1.53 R_23=1.53 R_31=7.49 h=12[W/m^2*K] A=3.14[m^2] T_3=300[K] q_1=((E_b1-E_b2)/R_12)+((E_b1-E_b3)/R_13)

((E_b2-E_b1)/R_12)+((E_b2-E_b3)/R_23)+h*A*(T_2-T_3)=0

q_3=((E_b3-E_b1)/R_31)+((E_b3-E_b2)/R_32)

جواب:A=3.14 [m^2]

E_b1=56696 E_b2=16163 E_b3=459.2 h=12 [W/m^2*K] q_1=34001 q_3=-17772 R_12=1.53 R_13=7.49 R_23=1.53 R_31=7.49 R_32=1.53 T_2=730.7 T_3=300 [K]


مثال2:

سیالی با دمای ورودی 300کلوین وارد لوله داخلی یک مبدل تشعشعی میشود.با توجه به اطلاعات داده شده دمای خروجی سیال را بیابید.Exa2.jpg

دبی جرمی سیال1kg/s

h=100w/squre meter

طول=1m

حل:






حال بایستی با سعی و خطا و را بدست آورد.


حلEES:[ویرایش]

در یک لامپ 100 واتی با ضریب صدور0.2 و با فرض جابجایی آزاد دمای سطح لامپ را بیابید؟


T=300[K];D=.1[m];P=101[kpa];v=Mio/Den;a=.6;q=100[W];A_1=.03[m^2];E=.2; Tf=(Ts+T)/2 B=1/Tf; Ra=((9.8*B*(Ts-T)*(D^3)*pr)/(v^2));

Nu=2+((.589*(Ra^(1/4)))/(1+(.469/Pr)^(9/16))^(4/9))

h=(Nu*k)/D

((a*q)/(A_1))=(E*(5.67)*(10^(-8)))*((Ts^4)-(T^4))+h*(Ts-T)

Pr = PRANDTL(Air,T=Tf) Mio= VISCOSITY(Air,T=Tf) Den = DENSITY(Air,T=Tf,P=P) K = CONDUCTIVITY(Air,T=Tf)


جواب به صورت زیر است: a=0.6 [m^2] A_1=0.03 [m^2] B=0.002536 D=0.1 [m] Den=0.8924 E=0.2 h=7.661 k=0.03244 Mio=0.00002269 Nu=23.62 P=101 [kpa] pr=0.7071 q=100 [W] Ra=5.129E+06 T=300 [K] Tf=394.3 Ts=488.6 v=0.00002542

منبع: جزوه دکتر فاتحی دانشگاه خلیج فارس