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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IRRAGGIAMENTO

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Presentation Transcript


Irraggiamento

Emissione di energia termica e sua propagazione sotto forma di onde elettromagnetiche

IRRAGGIAMENTO


Irraggiamento

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


Irraggiamento

Classificazione delle onde elettromagnetiche


Irraggiamento

Classificazione delle onde elettromagnetiche


Irraggiamento

Classificazione delle onde elettromagnetiche

Radiazione ultravioletta

Radiazione visibile

Radiazione infrarossa


Irraggiamento

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


Irraggiamento

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


Irraggiamento

Grandezze Radiative


Irraggiamento

Assorbimento, Riflessione e Trasmissione

aliquota dell’irradiazione trasmessa

aliquota dell’irradiazione riflessa

aliquota dell’irradiazione assorbita


Irraggiamento

Assorbimento, Riflessione e Trasmissione


Irraggiamento

Assorbimento, Riflessione e Trasmissione

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


Irraggiamento

Assorbe completamente la radiazione incidente su di essa

Superficie con a=1

a=1

r=0

t=0

Superficie termicamente nera


Irraggiamento

Superficie con a=1

Superficie termicamente nera


Irraggiamento

Superficie con r=1

Riflette completamente la radiazione incidente su di essa

a=0

r=1

t=0


Irraggiamento

Superficie con t=1

Trasmette completamente la radiazione incidente su di essa

a=0

r=0

t=1


Irraggiamento

Assorbimento, Riflessione e Trasmissione

Coefficienti monocromatici o spettrali

 art

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


Irraggiamento

  • 0.70m <  < 2.0m t > 0.90

  •  > 2.7mo  < 0.20m  il vetro risulta praticamente opaco alla radiazione


Irraggiamento

Superfici ideali

Superficie termicamente nera

Assorbitore ideale

Mostra particolari caratteristiche anche in emissione


Irraggiamento

IPOTESI

  • Regime stazionario

  • Supefici limite con identiche caratteristiche radiative

  • Stessa irradiazione I

  • Materiale omogeneo e isotropo

  • Superfici isoterme


Irraggiamento

I = E+rI = R


Irraggiamento

IPOTESI

  • Regime stazionario

  • Supefici limite con identiche caratteristiche radiative

  • Stessa irradiazione I

  • Materiale omogeneo e isotropo

  • Superfici isoterme


Irraggiamento

I = En = Rn

L’assorbitore ideale è anche un emettitore ideale


Irraggiamento

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)


Irraggiamento

Legge di Planck

3.741 x 108 Wm4/m2

1.439 x 104mK

Legge di Wien

2898 mK


Irraggiamento

Andamento di Enl in funzione di l


Irraggiamento

Emissività totale

Emissività monocromatica

Superfici reali


Irraggiamento

Legge di Kirchoff

Superfici reali


Irraggiamento

Superfici grigie


Irraggiamento

Superfici grigie


Irraggiamento

Superfici grigie


Irraggiamento

Superfici grigie


Irraggiamento

Fattore di configurazione geometrica


Irraggiamento

Fattore di configurazione geometrica


Irraggiamento

Fattore di configurazione geometrica

F1,2=1 e F2,1<1

F1,2=F2,1=1


Irraggiamento

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


Irraggiamento

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


Irraggiamento

Proprietà dei fattori di configurazione geometrica

Proprietà additiva

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


Irraggiamento

IPOTESI

Scambio termico radiativo

  • Piastre piane parallele indefinite

  • Regime stazionario

  • T1 > T2

F1,2=F2,1=1


Irraggiamento

Scambio termico radiativo

Bilancio di energia relativo a VC1


Irraggiamento

Scambio termico radiativo

Bilancio di energia relativo a VC2


Irraggiamento

Scambio termico radiativo


Irraggiamento

Superfici nere

Scambio termico radiativo

r1=r2=0

t1=t2=0


Irraggiamento

Superfici grigie

Scambio termico radiativo

a1 = 1

a2 = 2

r1 = 1-a1

r2 = 1-a2

(corpo opaco)


Irraggiamento

Superfici grigie

Scambio termico radiativo

a1 = 1

a2 = 2

r1 = 1-a1

r2 = 1-a2

(corpo opaco)


Irraggiamento

Superfici grigie

Scambio termico radiativo


Irraggiamento

Superfici grigie

Scambio termico radiativo


Irraggiamento

Superfici grigie

Scambio termico radiativo


Irraggiamento

Superfici grigie

Scambio termico radiativo


Irraggiamento

Superfici grigie

Scambio termico radiativo


Irraggiamento

Superfici grigie

Scambio termico radiativo


Irraggiamento

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


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