Теплопритоки к жидкому хладагенту. Лучистый теплообмен

Содержание

Слайд 2

Общие закономерности Тепловое излучение является разновидностью электромагнитных волн. Перенос тепла излучением

Общие закономерности

Тепловое излучение является разновидностью электромагнитных волн.
Перенос тепла излучением может

происходить как в видимой (0,4 − 0,76 мкм), так и в инфракрасной (0,76 − 420 мкм) областях спектра. Последнюю разделяют на три части: ближнюю с длинами волн 0,76 − 15 мкм, среднюю (15 − 100 мкм) и дальнюю (100 − 420 мкм).
Для области низких температур характерны процессы переноса тепла волнами длиной 0,76 − 100 мкм.
Слайд 3

Общие закономерности Удельная (на единицу площади) мощность излучения абсолютно черного тела

Общие закономерности

Удельная (на единицу площади) мощность излучения абсолютно черного тела (коэффициенты

поглощения и излучения равны единице) в условиях теплового равновесия подчиняется закону Стефана – Больцмана:

q = σT4

где q в Вт/м2,
σ = 5,67⋅10-8 Вт/(м2⋅К4) – постоянная Стефана – Больцмана,
Т – температура абсолютно черного тела.

Слайд 4

Общие закономерности Считается, что для серых тел, то есть тел, коэффициент

Общие закономерности

Считается, что для серых тел, то есть тел, коэффициент излучения

у которых ε = const< 1,
закон Стефана – Больцмана также справедлив и имеет вид

q = εσT4

Слайд 5

Общие закономерности Коэффициент теплового излучения различных материалов

Общие закономерности

Коэффициент теплового излучения различных материалов

Слайд 6

Лучистый теплообмен Общие закономерности по отношению к коэффициентам излучения различных материалов:

Лучистый теплообмен

Общие закономерности по отношению к коэффициентам излучения различных материалов:
металлы с

наименьшим электрическим сопротивлением обладают наименьшим коэффициентом излучения,
у сплавов ε больше, чем у чистых металлов,
с понижением температуры ε уменьшается,
загрязнение поверхностей увеличивает ε.
Слайд 7

Лучистый теплообмен Система плоскопараллельных пластин В системе плоскопараллельных пластин удельная мощность

Лучистый теплообмен

Система плоскопараллельных пластин

В системе плоскопараллельных пластин удельная мощность теплового потока

(плотность потока излучения) от пластины с температурой Т2 к пластине с температурой Т1 равна:

Здесь ε1, ε2 – коэффициенты излучения тел с температурами соответственно Т1 и Т2.

Слайд 8

Лучистый теплообмен Система плоскопараллельных пластин с экранами Для расчета коэффициента теплового

Лучистый теплообмен

Система плоскопараллельных пластин с экранами

Для расчета коэффициента теплового излучения при

наличии экранов с различными значениями ε применяется общее выражение:

где ε1,2 – приведенный коэффициент излучения тел с температурами соответственно Т1 и Т2; εi – коэффициент излучения i-го экрана.
В частном случае, когда в системе n одинаковых экранов, коэффициент теплового излучения, а значит, и плотность потока излучения уменьшается в n+1 раз.

Слайд 9

Экранно-вакуумная изоляция ЭВТИ представляет собой систему отражающих экранов, размещенных в вакууме.

Экранно-вакуумная изоляция

ЭВТИ представляет собой систему отражающих экранов, размещенных в вакууме.
При

разработке ЭВТИ руководствуются следующими принципами:
с целью уменьшения числа экранов, необходимо выбирать материал с возможно меньшим коэффициентом излучения.
Таким требованиям удовлетворяют медь, алюминий, серебро, золото;
- основная расчетная формула (2.19) справедлива в случае теплового равновесия между нагретыми телами, охлаждаемыми телами и экранами. Следовательно, чтобы время установления этого равновесия было как можно меньше, теплоемкость и масса экранов должны быть минимальны. На практике это означает, что экраны должны иметь минимально возможную толщину.
Слайд 10

Экранно-вакуумная изоляция Промышленно выпускаемая ЭВТИ представляет собой композит из отражательного экрана

Экранно-вакуумная изоляция

Промышленно выпускаемая ЭВТИ представляет собой композит из отражательного экрана и

прокладки.
Отражательным экраном является полиэфирная пленка толщиной 3÷12 мм, имеющая алюминиевое покрытие около 50 нм с каждой стороны.
Коэффициент излучения такого экрана равен εЭ ≈ 0,02.
Прокладка, разделяющая экраны, выполнена на основе минеральных и синтетических волокон с малым коэффициентом теплопроводности. Масса прокладок составляет ~10 г/м2, толщина 35÷50 мкм. При монтаже криостатов ЭВТИ наматывается на охлаждаемую поверхность с плотностью укладки 20÷40 слоев на сантиметр. При этом отражательные слои разделены тепловой прокладкой и, следовательно, имеют разную температуру.