Wärmeübertragung Durch Strahlung: Teil 1 Grundlagen Und Materialeigenschaften

ISBN-13: 9783540184966 / Niemiecki / Miękka / 1988 / 218 str.

Robert Siegel; John R. Howell; Joachim Lohrengel

Opis

Der Warmeubergang durch Strahlung hat in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen, vor allem durch die Raumfahrttechnik, Sonnenenergiegewinnung, Energiesparmassnahmen usw. Dieser Band der Reihe enthalt die theoretischen Grundlagen der Temperaturstrahlung, eine eingehende Behandlung des "idealen Strahlers" - des Schwarzen Korpers -, die klassische elektromagnetische Theorie, insoweit sie zur Berechnung der Strahlungseigenschaften von Leitern und Nichtleitern herangezogen werden kann, Materialeigenschaften - speziell der Oberflache - und deren gezielte Beeinflussung werden beschrieben. An den deutschen Hochschulen wird dieses Gebiet jedoch kaum ausfuhrlich behandelt. Das Buch soll daher sowohl den Studenten als die Vorlesung begleitendes Lehrbuch als auch dem planenden Ingenieur und Praktiker als Lehrbuch zum Selbststudium und als Nachschlagewerk dienen. Durchgerechnete Beispiele sollen helfen, die Theorie mit der Praxis zu verbinden."

Spis treści

1 Einführung.- 1.1 Bedeutung der Temperaturstrahlung.- 1.2 Größen, Größensymbole, SI-Einheiten.- 1.3 Besondere Schwierigkeiten bei der Temperaturstrahlung.- 1.4 Gegenüberstellung des Wellen- und Quantenmodells.- 1.5 Elektromagnetisches Spektrum.- 2 Strahlung des Schwarzen Körpers.- 2.1 Größen, Größensymbole, SI-Einheiten.- 2.2 Definition eines Schwarzen Körpers.- 2.3 Eigenschaften eines Schwarzen Körpers.- 2.3.1 Idealer Strahler.- 2.3.2 Isotropie der Strahlung innerhalb einer schwarzen Umhüllung.- 2.3.3 Der Schwarze Körper als idealer Strahler in jede Richtung.- 2.3.4 Der Schwarze Körper als idealer Strahler bei jeder Wellenlänge.- 2.3.5 Gesamtstrahlung in Vakuum als eine nur von der Temperatur abhängige Funktion.- 2.4 Strahlungseigenschaften eines Schwarzen Körpers.- 2.4.1 Definition der Strahldichte eines Schwarzen Körpers.- 2.4.2 Winkelunabhängigkeit der Strahldichte.- 2.4.3 Definition der spezifischen Ausstrahlung eines Schwarzen Körpers; Lambertsches Kosinus-Gesetz.- 2.4.4 Hemisphärische spektrale spezifische Ausstrahlung eines Schwarzen Körpers.- 2.4.5 Spektrale spezifische Ausstrahlung in einen bestimmten Raumwinkel.- 2.4.6 Spektralverteilung der spezifischen Ausstrahlung; Plancksches Gesetz.- 2.4.7 Näherungen für die Spektralverteilung.- 2.4.8 Wiensches Verschiebungsgesetz.- 2.4.9 Strahldichte und spezifische Ausstrahlung.- 2.4.10 Abhängigkeit der maximalen Strahldichte von der Temperatur.- 2.4.11 Strahlung des Schwarzen Körpers in einem Wellenlängenbereich.- 2.4.12 Strahlung eines Schwarzen Körpers in ein beliebiges Medium.- 2.5 Herstellung eines Schwarzen Körpers.- 2.6 Zusammenfassung der Eigenschaften des Schwarzen Körpers.- 2.7 Geschichtliche Entwicklung.- Aufgaben.- 3 Definition der Eigenschaften nichtschwarzer Oberflächen.- 3.1 Einführung.- 3.1.1 Bezeichnungen der Strahlungsgrößen.- 3.1.2 Bezeichnungssystem.- 3.2 Größen, Größensymbole, SI-Einheiten.- 3.3 Emissionsgrad.- 3.3.1 Gerichteter spektraler Emissionsgrad ???(?, ?, ?, TA).- 3.3.2 Gemittelte Emissionsgrade.- 3.4 Absorptionsgrad.- 3.4.1 Gerichteter spektraler Absorptionsgrad ???(?, ?, ?, TA).- 3.4.2 Kirchhoffsches Gesetz.- 3.4.3 Gerichteter Gesamtabsorptionsgrad ??(?, ?, TA).- 3.4.4 Kirchhoffsches Gesetz für gerichtete Gesamtgrößen.- 3.4.5 Hemisphärischer spektraler Absorptionsgrad ??(?, TA).- 3.4.6 Hemisphärischer Gesamtabsorptionsgrad ?(TA).- 3.4.7 Diffus-graue Oberfläche.- 3.4.8 Zusammenstellung der Beziehungen des Kirchhoffschen Gesetzes.- 3.5 Reflexionsgrad.- 3.5.1 Spektrale Reflexionsgrade.- 3.5.2 Gesamtreflexionsgrade.- 3.5.3 Zusammenstellung der Einschränkungen der Reziprozitätsbeziehungen zwischen den Reflexionsgraden.- 3.6 Beziehungen zwischen Reflexionsgrad, Absorptionsgrad und Emissionsgrad.- 3.7 Abschließende Bemerkungen.- Aufgaben.- 4 Berechnung der Strahlungseigenschaften mittels der klassischen elektromagnetischen Theorie.- 4.1 Einführung.- 4.2 Größen, Größensymbole, SI-Einheiten.- 4.3 Fundamentalgleichungen der elektromagnetischen Theorie.- 4.4 Fortpflanzung der Strahlungswellen innerhalb eines Mediums.- 4.4.1 Fortpflanzung in idealen dielektrischen Medien.- 4.4.2 Wellenfortpflanzung in isotropen Medien endlicher Leitfähigkeit.- 4.4.3 Energie einer elektromagnetischen Welle.- 4.5 Reflexions-und Brechungsgesetze.- 4.5.1 Reflexion und Brechung an der Trennfläche zwischen zwei idealen Dielektrika (k ? 0).- 4.5.2 Einfall einer Welle auf ein absorbierendes Medium (k ? 0).- 4.6 Anwendung der Beziehungen der elektromagnetischen Theorie zur Berechnung von Strahlungseigenschaften.- 4.6.1 Strahlungseigenschaften von Nichtleitern (k ? 0).- 4.6.2 Strahlungseigenschaften von Metallen.- 4.7 Erweiterung der Theorie der Strahlungseigenschaften.- Aufgaben.- 5 Strahlungseigenschaften realer Materialien.- 5.1 Einführung.- 5.2 Größen, Größensymbole, SI-Einheiten.- 5.3 Strahlungseigenschaften der Metalle.- 5.3.1 Änderung des Emissionsgrades mit der Abstrahlungsrichtung.- 5.3.2 Einfluß der Wellenlänge.- 5.3.3 Einfluß der Oberflächentemperatur.- 5.3.4 Einfluß der Oberflächenrauhigkeit.- 5.3.5 Einfluß von Oberflächen Verunreinigungen.- 5.4 Strahlungseigenschaften strahlungsundurchlässiger Nichtmetalle.- 5.4.1 Spektrale Messungen.- 5.4.2 Abhängigkeit der über alle Wellenlängen integrierten (Gesamt-) Größen von der Temperatur.- 5.4.3 Einfluß der Oberflächenrauhigkeit.- 5.4.4 Halbleiter.- 5.5 Besondere strahlungsundurchlässige Oberflächen und selektiv durchlässige Schichten.- 5.5.1 Änderung der Spektraleigenschaften von Oberflächen.- 5.5.2 Selektive Transmission durch Glas und Wasser.- 5.5.3 Veränderung der Oberfläche zur Beeinflussung der Richtungseigenschaften.- 5.6 Zusammenfassende Bemerkungen.- Aufgaben.- Anhang A. Fundamentalkonstanten, Umrechnungsfaktoren und Tabellen der Strahlungsfunktionen von Schwarzen Körpern.- Anhang B. Strahlungseigenschaften.