Влияние степени черноты и температуры поверхности нагрева

Рассмотрим более общий случай, когда ε_{м < 1}, тогда

(94)

где — плотность падающего на поверхность М теплового потока;

—плотность теплового потока излучения абсолютно черного тела при температуре поверхности М.

В связи с тем, что всегда > , можно сделать вывод: при прочих равных условиях плотность результирующего теплового потока к металлу возрастает при увеличении степени черноты поверхности нагрева ε_м. Этот вывод справедлив при разных значениях ε_п и ω.

Для выяснения влияния температура нагреваемого материала, ис­пользуя формулы (90) и приняв и q_к= 0, представим уравне­ние (82) в виде '

, (95)

где — "черное" излучение пламени при температуре

На рис. 25 показана зависимость отношения плотностей результирую­щего теплового потока к металлу и потока излучения абсолютно чер­ного тела при температуре металла от относительной темпера­туры поверхности , рассчитанная по выражению (95). Как и следовало ожидать, при росте уменьшается отношение причем особенно резко в условиях прямого направленного теплообмена. Поэтому данный вид теплообмена менее эффективен при высокой тем­пературе поверхности нагрева. Однако развитие футеровки при < несколько уменьшает этот недостаток (штриховая кривая "на рис. 25).

Рис. 25. Зависимость отношения плотностей ре­зультирующего теплового потока к металлу и потока излучения абсолютно черного тела при температуре металла от относительной темпе­ратуры поверхности нагрева при оптимальном значении ε_п и разных значениях .

(ω=1–сплошные линии; ω= 1,7 – штриховая)

Особенно интересен случай, когда . Из уравнения (95) следует, что при ε_п = 1 плотность результирующего теплового потока к металлу равна нулю, т.е. передать поверхности М тепло вообще невоз­можно. В данном случае обеспечить результирующую теплоотдачу к ме­таллу можно только за счет косвенного направленного теплообмена, причем наибольший эффект получится при оптимальном значении е_п.