Irraggiamento
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IRRAGGIAMENTO PowerPoint PPT Presentation


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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


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


Classificazione delle onde elettromagnetiche

Radiazione ultravioletta

Radiazione visibile

Radiazione infrarossa


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


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


Grandezze Radiative


Assorbimento, Riflessione e Trasmissione

aliquota dell’irradiazione trasmessa

aliquota dell’irradiazione riflessa

aliquota dell’irradiazione assorbita


Assorbimento, Riflessione e Trasmissione


Assorbimento, Riflessione e Trasmissione

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


Assorbe completamente la radiazione incidente su di essa

Superficie con a=1

a=1

r=0

t=0

Superficie termicamente nera


Superficie con a=1

Superficie termicamente nera


Superficie con r=1

Riflette completamente la radiazione incidente su di essa

a=0

r=1

t=0


Superficie con t=1

Trasmette completamente la radiazione incidente su di essa

a=0

r=0

t=1


Assorbimento, Riflessione e Trasmissione

Coefficienti monocromatici o spettrali

 art

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


  • 0.70m <  < 2.0m t > 0.90

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


Superfici ideali

Superficie termicamente nera

Assorbitore ideale

Mostra particolari caratteristiche anche in emissione


IPOTESI

  • Regime stazionario

  • Supefici limite con identiche caratteristiche radiative

  • Stessa irradiazione I

  • Materiale omogeneo e isotropo

  • Superfici isoterme


I = E+rI = R


IPOTESI

  • Regime stazionario

  • Supefici limite con identiche caratteristiche radiative

  • Stessa irradiazione I

  • Materiale omogeneo e isotropo

  • Superfici isoterme


I = 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

3.741 x 108 Wm4/m2

1.439 x 104mK

Legge di Wien

2898 mK


Andamento di Enl in funzione di l


Emissività totale

Emissività monocromatica

Superfici reali


Legge di Kirchoff

Superfici reali


Superfici grigie


Superfici grigie


Superfici grigie


Superfici grigie


Fattore di configurazione geometrica


Fattore di configurazione geometrica


Fattore di configurazione geometrica

F1,2=1 e F2,1<1

F1,2=F2,1=1


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


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


Proprietà dei fattori di configurazione geometrica

Proprietà additiva

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


IPOTESI

Scambio termico radiativo

  • Piastre piane parallele indefinite

  • Regime stazionario

  • T1 > T2

F1,2=F2,1=1


Scambio termico radiativo

Bilancio di energia relativo a VC1


Scambio termico radiativo

Bilancio di energia relativo a VC2


Scambio termico radiativo


Superfici nere

Scambio termico radiativo

r1=r2=0

t1=t2=0


Superfici grigie

Scambio termico radiativo

a1 = 1

a2 = 2

r1 = 1-a1

r2 = 1-a2

(corpo opaco)


Superfici grigie

Scambio termico radiativo

a1 = 1

a2 = 2

r1 = 1-a1

r2 = 1-a2

(corpo opaco)


Superfici grigie

Scambio termico radiativo


Superfici grigie

Scambio termico radiativo


Superfici grigie

Scambio termico radiativo


Superfici grigie

Scambio termico radiativo


Superfici grigie

Scambio termico radiativo


Superfici grigie

Scambio termico radiativo


Superfici grigie

Scambio termico radiativo

se 1=2= 


EFFETTO SERRA

  • 0.2m <  < 3m  t  1

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


EFFETTO SERRA

Ts= 5500K

max= 0.53m

Energia solare incidente sulla superficie nera


EFFETTO SERRA

T = 373K

max = 7.8m

 Circa il 10% di En viene trasmesso


  • 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

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