Лучистый теплообмен между твердыми телами, разделенным»! днатермичной средой На основании рассмот ренных выше законов излучения могут быть выведены формулы для расчета взаимного лучистого теплообмена между телами. Задача о лучистом теплообмене между двумя серыми непрозрачными телами, имеющими неограниченные плоские поверхности, обращенные друг к другу, может быть решена методом многократных отражений или эффективных потоков. В соответствии с первым методом для определения количества энергии, вычесть все, что поглощается из энергии собственного излучения, отраженной от второго тела, и энергии излучения второго тела. Этот метод физически нагляден, но связан с применением рядов. Второй метод позволяет получи л» решение сразу, поскольку плотность потока результирующего излучения ( Здесь Плотность потока Е^ эффективного излучения — это сумма плотности потоков собственною и отраженного излучений. Из системы уравнений (2.119) можно найти — приведенная степень черноты системы. Предполагаем, что степени черноты тел £j и с2, а также абсолютные температуры Тх и Т2 заданы и постоянны. Для снижения потока излучения применяются экраны. Пусть между двумя рассмотренными выше телами установлен тонкий мет аллический лист (экран), - степень черноты экрана). В соответствии с формулой где - плотности потоков ре- зультиру юшет о излучения, идущего соог-ветственно от поверхности / к экрану и от экрана к поверхности 2; Тэ — абсолютная темпера тура экрана. Так как в условиях стационарного Можно показать, что в общем случае, когда где q, — плотность потока излучения при наличии п экранов Из формулы (2.121) следует, что наиболее эффективны многослойные экраны с низкой степенью черноты. Методом эффективных потоков может быть также решена задача лучистого теплообмена серых гел, одно из которых находится внутри другого. Результирующий поток излучения, идущий от поверхности / к поверхности 2, и Ап — площади поверхностей тел. Формула (2.122) применима для произвольных замкнутых систем, в которых поверхность меньшей площади Afi не имее! вошутых участков. Для определения потока излучения между двумя абсолютно черными телами, произвольно ориентированными в п рост ранет lie, воспользуемся законом Ламберта. От элементарной площадки dAn на поверхности первого тела (рис. 2.21) на площадку dAn на поверхности второго тела направлен поток излучения Схема лучистого теплообмена меж;и двуми телами. upoiiiBOjikHo орнсишрованными В lipoCipstHCTBi' Результирующий поток излучения между телами или после интегрирования, принимая во внимание закон Стефана — Больцмана обратный поток где ф¦ и ср2 — углы между направлением излучения и нормалью к площадке; dth, и dfl2 — элементарные телесные углы, под которыми «видны» площадки dAn и dAn из точки с противоположной площадки; Е0i и Еог плотности потока излучения первого и второго тела. Коэффициент облученность и (yi ловой коэффициент) системы тел Коэффициент облученности — отношение потока излучения первого тела, падающего на второе тело, к потоку полного полусферического излучения первого тела. причем Коэффициенты , зависят от формы и взаимного расположения тел. Существует ряд методов расчета этих коэффициентов. Для некоторых случаев, часто встречающихся в технике, значения i начинают заметно излучать и поглощать энергию. Это связано с возможностью электронных переходов при высоких температурах, явлением ионизации, а также образованием несимметричных молекул вследствие диссоциации. Например, диссоциация симметричных молекул 02 и N2 приводит к образованию несимметричных молекул. Образование электромагнитных волн при колебательных и вращательных переходах  место в газах с несимметричными молекулами. Такие переходы возможны даже при умеренных температурах. По этой причине трех- и более атомные газы такие, как 002, Н20, S02, NH3, СН4, заметно излучают и поглощают энергия при температурах в несколько сотен градусов. Из трех-атомных газов, поглощательная способности» которых велика в инфракрасной области спектра, наибольший интерес представляют газы С02 и Н20, содержащиеся в продуктах сгорания твердых, жидких и газообразных топливо. Излучение и поглощение этих 1азов даже при умеренных температурах учитывается в расчетах. Некоторые твердые тела (стекло, кварц и некоторые другие материалы) также можно считать полупрозрачными средами. В отличие от твердых непрозрачных тел, излучающих энергию тонким поверхностным слоем, полупрозрачные среды излучают и поглощают энергию всем объемом. Поглощательная способность газа определяется его природой, температурой, плотностью и спектральными характеристиками падающего излучения. Степень черноты е, газа зависит от rex же факторов, за исключением характеристик падающего излучения. В отличие от А1У степень черноты можно отнести к категории физических свойств тела. В общем случае с, ф А,. Газы, не содержащие твердых или жидких частиц, не обладают способностью рассей ваг ь и отражать излучение. Излучение и поглощение энергии газами происходит лишь в тех полосах частот, которые соответствуют энергии возможных переходов молекул с одного энергетического уровня на другой, и носит селективный или избирательный характер. В отличие от этого большая часть твердых тел излучает энергию во всем диапазоне частот. Расположение полос в спектре излучения газа также определяется природой газа, а на ширину полос и зависимость спектральных характеристик от частоты влияют термодинамическое состояние  и толщина газового слоя. Основная информация о поглощении и излучении энергии газами экспериментальная. Согласно этим данным плотность потока излучения газа формально определяется выражением . Одна существенно зависит  температуры, закон четвертой степени Стефана — Больцмана здесь неприменим. пример, плотность потока излучения £н 7'3, Важное практическое значение имеет расчет лучистого теплообмена между газом и оболочкой. Из количества энергии , излучаемой газом, стенкой поглощается еС1£, и отражается — степень черноты оболочки). Часть отраженной энергии поглощается газом, а оставшаяся доля энергия, возвращается стенке. При этом второй раз стенка поглотит ,. Последовательно вычисляя и суммируя доли энергии, поглощенные стенкой, можно получить геометрическую прогрессию со знаменателем . Сумма членов этой прогрессии  составит ту часть излучаемой газом энергии, которая поглощается стенкой. Аналогично находится часть излучаемой стенкой энергии, которая поглощается газом . Плотность потока результирующего излучения между газом и оболочкой определится разностью этих сумм: - эффективная степень черноты стенки, ест Если оболочка заполнена смесью двухатомных газов, содержащих также пары С02 и Н20, то при умеренных температурах Степени черноты углекислого газа и водяных паров eHj0 зависят от температуры газа, парциальных давлений С02 и Н20 и эффективной длины луча