روش های انتقال حرارت- انتقال حرارت تشعشعی
پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی مکانیک
انتقال حرارت تشعشع یا تابش
در انتقال حرارت تابشی، گرما یا استفاده از مکانیزم تابش انرژی، و یا حرکت موج از یک جسم به جسم دیگر اتفاق می افتد.
در اين روش برخلاف دو روش قبل برای انتقال گرما نياز به ماده نيست. مانند گرمای خورشيد که از فضای بدون ماده عبور کرده و به ما می رسد.
ميزان گرمای منتقل شده از روش تابش به دو عامل بستگی دارد : دمای جسم و رنگ آن هرچه دمای يک جسم بيشتر باشد ؛ميزان گرمای تابش شده از آن بيشتر است. و اگر دمای آن کمتر باشد بيش از آنکه گرما را تابش کند دريافت می کند.
رنگ نيز در ميزان تابش اثر دارد اجسامی که سياه هستند؛ نسبت به ساير رنگ ها انرژی گرمایی بيشتری تابش می کنند. و در عوض رنگ نقره ای از همه رنگ ها تابش کمتری دارد . به همين دليل است که بالن هایی که برای پروازهای طولانی مدت ساخته شده اند. رنگ نقره ای دارند تا هوای گرم داخل بالن زود گرمای خود را منتقل نکند.
نرخ انتقال گرما تابشی با استفاده از قانون استفان بولتزمن بیان می گردد.
Q = σ.T4
که در آن T دمای مطلق سطح و σ ثابت اسفان بولتزمن است.
تشعشع گرمایی به انرژي صادر شده از ماده اي با دماي معین اطلاق می شود. انرژي تشعشعی توسط امواج الکترومغناطیسی(فوتونها Photons ) منتقل می شود. تشعشع برخلاف هدایت و جابجایی نیازمند محیط مادي نیست در حقیقت انتقال تشعشع در خلا بهتر صورت می گیرد.
قانون استفن بولتزمن( Law Boltzmann – Stefan)
مقدار گرماي تشعشعی صادره از یک سطح به دماي (بر حسب کلوین) و مساحت A از رابطه زیر بدست می آید:
اپسیلون را ضریب صدور سطح (Emissivity ) می نامند که از مشخصات سطح بوده و همواره بین صفر ویک است براي جسم سیاه (Body Black ) مقدار آن برابر یک است. جسم سیاه به جسمی گفته می شود که هم انرژي را تماما جذب نماید و هم صادر کننده خوبی باشد.
هنگام برخورد انرژي تشعشعی به یک سطح بخشی از آن جذب خواهد شد نرخ جذب انرژي بر واحد سطح با استفاده از ضریب جذب( آلفا) Absorptivity قابل محاسبه است:
ضریب جذب یک سطح همانند ضریب صدور همواره بین صفر و یک است.صدور تشعشع و جذب تشعشع بترتیب باعث کاهش و افزایش انرژي گرمایی ماده می شود.
