Защита от теплового излучения с помощью экранов

Для уменьшения плотности результирующего лучистого потока q' при теплообмене излучением между телами применяют экраны. Обычно экран представляет собой тонкостенный лист между излучающей поверхностью и поверхностью, защищаемой от излучения.

Рассмотрим две бесконечной протяженности плоскопараллельные поверхности температурами Т_х и Т₂. Между поверхностями параллельно им расположен экран — плоский тонкий лист, термическим сопротивлением которого можно пренебречь (рис. 10.9). При стационарном режиме температура экрана будет постоянной и равной Т._д.

Воспользуемся (10.38). Поверхностная плотность лучистого потока, переданного от первой поверхности на экран,.

Поверхностная плотность лучистого потока, переданного от экрана на вторую поверхность,.

При установившемся тепловом состоянии.

Рассмотрим частный случай, когда коэффициенты излучения обеих поверхностей одинаковы: С_х = С₂ = С, а коэффициент излучения для экрана (на каждой из сторон его) равен С_а.

Тогда по (10.39).

т.е. С_1э — С_ъ — С. Следовательно,.

Рис. 10.9. Система плоскопараллельных тел с экраном.

и Если бы экран отсутствовал, то поверхностная плотность лучистого потока определялась бы по формуле где

Сравнивая (10.49) и (10.50), заключаем:

Итак, в общем случае С_{ = С₂* С_э поверхностная плотность результирующего лучистого потока q' зависит не только от количества экранов, но и от соотношения между коэффициентами излучающих поверхностей и экрана.

В случае, когда С_х — С₂ = С_э, имеем С = С_пр и.

Полученные соотношения выясняют роль экрана: включение одного экрана (при С_{ = С₂= С.,) вызывает уменьшение результирующего лучистого потока в два раза, т. е. с помощью экрана осуществляется защита от излучения.

Формулу (10.51) легко обобщить на п параллельно поставленных экранов: