Геометрические свойства лучистых потоков

Для вычисления результирующих потоков излучения необходимо располагать данными по значению взаимных поверхностей и угловых коэффициентов излучения.

Угловые коэффициенты и взаимные поверхности характеризуют определенные геометрические свойства излучающих систем с промежуточной прозрачной средой.

К ним относятся следующие свойства: взаимности, замыкаемости, аддитивности, совмещаемости, затеняемости, невогнутости, вогнутости.

1. Свойство взаимности состоит в том, что взаимные поверхности излучения двух тел, участвующих в лучистом теплообмене, равны друг другу независимо от того, какая из поверхностей этих тел является излучающей.

Средние значения взаимных поверхностей излучения численно равны

или .

Если один из угловых коэффициентов излучения известен, то другой определяется из зависимости

.

2. Свойство аддитивности. Величины взаимных поверхностей, угловых коэффициентов и потоков результирующего излучения, характеризующего теплообмен данного тела с окружающими его телами, являются независимыми друг от друга и суммируются обычным алгебраическим методом.

3. В общем случае рассматриваемое тело может участвовать в лучистом теплообмене со всеми окружающими его телами. Это условие позволяет получить зависимости, выражающие свойство замыкаемости, которое является следствием свойства аддитивности.

Согласно закону сохранения энергии

,

откуда

.

Таким образом, сумма угловых коэффициентов излучения данного тела с остальными равна единице.

4. Угловой коэффициент излучения поверхности F₂ на поверхность F₁ не зависит от конфигурации поверхности F₂, если F₂ вписывается в систему внешних (ab и cd) и внутренних (ac и bd) охватывающих прямых линий. Это свойство находится в полном соответствии со свойствами взаимности и замыкаемости и называется свойством совмещаемости лучистых потоков.

5. Свойство затеняемости состоит в том, что результирующий поток излучения от одного тела к другому равен нулю, если на пути лучей находится непрозрачное тело

; .

6. Свойство невогнутости. Для плоского и выпуклого тел самооблучение отсутствует

.

7. Свойство вогнутости. Для вогнутого тела часть лучистой энергии расходуется на самооблучение

>0, >0.