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
Irraggiamento

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 al variare della lunghezza d’onda


Classificazione delle onde elettromagnetiche al variare della lunghezza d’onda


Classificazione delle onde elettromagnetiche al variare della lunghezza d’onda

Radiazione ultravioletta

Radiazione visibile

Radiazione infrarossa


Grandezze Radiative al variare della lunghezza d’onda

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


Grandezze Radiative al variare della lunghezza d’onda

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


Grandezze Radiative al variare della lunghezza d’onda


Assorbimento, Riflessione e Trasmissione al variare della lunghezza d’onda

aliquota dell’irradiazione trasmessa

aliquota dell’irradiazione riflessa

aliquota dell’irradiazione assorbita


Assorbimento, Riflessione e Trasmissione al variare della lunghezza d’onda


Assorbimento, Riflessione e Trasmissione al variare della lunghezza d’onda

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


Assorbe completamente la radiazione incidente su di essa al variare della lunghezza d’onda

Superficie con a=1

a=1

r=0

t=0

Superficie termicamente nera


Superficie con al variare della lunghezza d’ondaa=1

Superficie termicamente nera


Superficie con al variare della lunghezza d’ondar=1

Riflette completamente la radiazione incidente su di essa

a=0

r=1

t=0


Superficie con al variare della lunghezza d’ondat=1

Trasmette completamente la radiazione incidente su di essa

a=0

r=0

t=1


Assorbimento, Riflessione e Trasmissione al variare della lunghezza d’onda

Coefficienti monocromatici o spettrali

 art

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


al variare della lunghezza d’onda

  • 0.70m <  < 2.0m t > 0.90

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


Superfici ideali al variare della lunghezza d’onda

Superficie termicamente nera

Assorbitore ideale

Mostra particolari caratteristiche anche in emissione


IPOTESI al variare della lunghezza d’onda

  • Regime stazionario

  • Supefici limite con identiche caratteristiche radiative

  • Stessa irradiazione I

  • Materiale omogeneo e isotropo

  • Superfici isoterme


al variare della lunghezza d’ondaI = E+rI = R


IPOTESI al variare della lunghezza d’onda

  • Regime stazionario

  • Supefici limite con identiche caratteristiche radiative

  • Stessa irradiazione I

  • Materiale omogeneo e isotropo

  • Superfici isoterme


al variare della lunghezza d’ondaI = En = Rn

L’assorbitore ideale è anche un emettitore ideale


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)


Legge di Planck irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

3.741 x 108 Wm4/m2

1.439 x 104mK

Legge di Wien

2898 mK


Andamento di irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentaliEnl in funzione di l


Emissività totale irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Emissività monocromatica

Superfici reali


Legge di Kirchoff irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Superfici reali


Superfici grigie irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali


Superfici grigie irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali


Superfici grigie irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali


Superfici grigie irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali


Fattore di configurazione geometrica irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali


Fattore di configurazione geometrica irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali


Fattore di configurazione geometrica irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

F1,2=1 e F2,1<1

F1,2=F2,1=1


Proprietà dei fattori di configurazione geometrica irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Proprietà della reciprocità

A1 F1,2= A2 F2,1

 Se A2<<A1 F1,2=(A2/A1)F2,10


Proprietà dei fattori di configurazione geometrica irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

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


Proprietà dei fattori di configurazione geometrica irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Proprietà additiva

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


IPOTESI irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Scambio termico radiativo

  • Piastre piane parallele indefinite

  • Regime stazionario

  • T1 > T2

F1,2=F2,1=1


Scambio termico radiativo irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Bilancio di energia relativo a VC1


Scambio termico radiativo irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Bilancio di energia relativo a VC2


Scambio termico radiativo irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali


Superfici nere irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Scambio termico radiativo

r1=r2=0

t1=t2=0


Superfici grigie irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Scambio termico radiativo

a1 = 1

a2 = 2

r1 = 1-a1

r2 = 1-a2

(corpo opaco)


Superfici grigie irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Scambio termico radiativo

a1 = 1

a2 = 2

r1 = 1-a1

r2 = 1-a2

(corpo opaco)


Superfici grigie irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Scambio termico radiativo


Superfici grigie irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Scambio termico radiativo


Superfici grigie irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Scambio termico radiativo


Superfici grigie irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Scambio termico radiativo


Superfici grigie irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Scambio termico radiativo


Superfici grigie irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Scambio termico radiativo


Superfici grigie irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Scambio termico radiativo

se 1=2= 


Effetto serra
EFFETTO SERRA irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

  • 0.2m <  < 3m  t  1

  •  > 3m oppure  < 0.2m  t  0.1


Effetto serra1
EFFETTO SERRA irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

Ts= 5500K

max= 0.53m

Energia solare incidente sulla superficie nera


Effetto serra2
EFFETTO SERRA irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali

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 irraggiamento è regolata da tre leggi fondamentali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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