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IRRAGGIAMENTO

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Emissione di energia termica e sua propagazione sotto forma di onde elettromagnetiche. IRRAGGIAMENTO. La proprietà e gli effetti di tali radiazioni differiscono al variare della lunghezza d’onda. . . Classificazione delle onde elettromagnetiche. Classificazione delle onde elettromagnetiche.

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Presentation Transcript
slide2
La proprietà e gli effetti di tali radiazioni differiscono al variare della lunghezza d’onda

slide5
Classificazione delle onde elettromagnetiche

Radiazione ultravioletta

Radiazione visibile

Radiazione infrarossa

slide6
Grandezze Radiative

Potere emissivo totale E

Energia termica emessa dalla superficie considerata nell’unità di tempo e per unità di area

Irradiazione totale I

Energia che incide sulla superficie considerata nell’unità di tempo e per unità di area

slide7
Grandezze Radiative

Radiosità totale R

Energia che lascia, per emissione e riflessione, la superficie considerata nell’unità di tempo e per unità di area

Grandezze Radiative monocromatiche o spettrali

 EIR

slide9
Assorbimento, Riflessione e Trasmissione

aliquota dell’irradiazione trasmessa

aliquota dell’irradiazione riflessa

aliquota dell’irradiazione assorbita

slide11
Assorbimento, Riflessione e Trasmissione

I coefficientia, ret sono grandezze totali e possono assumere valori compresi tra 0 e 1

slide12

Assorbe completamente la radiazione incidente su di essa

Superficie con a=1

a=1

r=0

t=0

Superficie termicamente nera

slide13
Superficie con a=1

Superficie termicamente nera

slide14
Superficie con r=1

Riflette completamente la radiazione incidente su di essa

a=0

r=1

t=0

slide15
Superficie con t=1

Trasmette completamente la radiazione incidente su di essa

a=0

r=0

t=1

slide16
Assorbimento, Riflessione e Trasmissione

Coefficienti monocromatici o spettrali

 art

Alcuni materiali presentano caratteristiche di emissione, assorbimento e trasmissione variabili con 

slide17

  • 0.70m <  < 2.0m t > 0.90
  •  > 2.7mo  < 0.20m  il vetro risulta praticamente opaco alla radiazione
slide18
Superfici ideali

Superficie termicamente nera

Assorbitore ideale

Mostra particolari caratteristiche anche in emissione

slide19

IPOTESI

  • Regime stazionario
  • Supefici limite con identiche caratteristiche radiative
  • Stessa irradiazione I
  • Materiale omogeneo e isotropo
  • Superfici isoterme
slide21

IPOTESI

  • Regime stazionario
  • Supefici limite con identiche caratteristiche radiative
  • Stessa irradiazione I
  • Materiale omogeneo e isotropo
  • Superfici isoterme
slide22

I = En = Rn

L’assorbitore ideale è anche un emettitore ideale

slide23
Per il corpo nero l’emissione di energia termica per irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Legge di Stefan-Boltzmann

5.67 x 10-8 W/(m2K4)

slide24

Legge di Planck

3.741 x 108 Wm4/m2

1.439 x 104mK

Legge di Wien

2898 mK

slide26

Emissività totale

Emissività monocromatica

Superfici reali

slide27

Legge di Kirchoff

Superfici reali

slide34
Fattore di configurazione geometrica

F1,2=1 e F2,1<1

F1,2=F2,1=1

slide35
Proprietà dei fattori di configurazione geometrica

Proprietà della reciprocità

A1 F1,2= A2 F2,1

 Se A2<<A1 F1,2=(A2/A1)F2,10

slide36
Proprietà dei fattori di configurazione geometrica

Proprietà della cavità

A1 R1=A1 F1,1R1+A1 F1,2 R1+

+A1 F1,3 R1+ A1 F1,4 R1

F1,1 + F1,2 + F1,3 + F1,4= 1

slide37
Proprietà dei fattori di configurazione geometrica

Proprietà additiva

F1,2=F1,(a+b)=F1,a + F1,b

slide38

IPOTESI

Scambio termico radiativo

  • Piastre piane parallele indefinite
  • Regime stazionario
  • T1 > T2

F1,2=F2,1=1

slide39
Scambio termico radiativo

Bilancio di energia relativo a VC1

slide40
Scambio termico radiativo

Bilancio di energia relativo a VC2

slide42

Superfici nere

Scambio termico radiativo

r1=r2=0

t1=t2=0

slide43

Superfici grigie

Scambio termico radiativo

a1 = 1

a2 = 2

r1 = 1-a1

r2 = 1-a2

(corpo opaco)

slide44

Superfici grigie

Scambio termico radiativo

a1 = 1

a2 = 2

r1 = 1-a1

r2 = 1-a2

(corpo opaco)

slide45

Superfici grigie

Scambio termico radiativo

slide46

Superfici grigie

Scambio termico radiativo

slide47

Superfici grigie

Scambio termico radiativo

slide48

Superfici grigie

Scambio termico radiativo

slide49

Superfici grigie

Scambio termico radiativo

slide50

Superfici grigie

Scambio termico radiativo

slide51

Superfici grigie

Scambio termico radiativo

se 1=2= 

effetto serra
EFFETTO SERRA
  • 0.2m <  < 3m  t  1
  •  > 3m oppure  < 0.2m  t  0.1
effetto serra1
EFFETTO SERRA

Ts= 5500K

max= 0.53m

Energia solare incidente sulla superficie nera

effetto serra2
EFFETTO SERRA

T = 373K

max = 7.8m

 Circa il 10% di En viene trasmesso

osservazioni

La piastra captante non ha un comportamento da corpo nero (r0)

  • Esiste una piccola aliquota di radiazione solare incidente riflessa dalla piastra captante
  • L’aliquota riflessa conserva la stessa lunghezza d’onda della radiazione incidente
  • Nell’intercapedine tra vetro e piastra non vi è il vuoto ma semplicemente aria
  • Bisogna tener conto dei fenomeni di trasporto convettivo
OSSERVAZIONI