WSTĘP 9
SPIS OZNACZEŃ 11

1. PODSTAWOWE PRAWA PROMIENIOWANIA CIEPLNEGO 19

1.1. Promieniowanie ciał stałych lub ciekłych 19
1.1.1. Oddziaływanie promieniowania z ciałem stałym lub ciekłym 19
1.1.2. Prawo Kirchhoffa 21
1.1.3. Gęstość emisji kierunkowej 21
1.1.4. Intensywność promieniowania 22
1.1.5. Prawo Lamberta 22
1.1.6. Zależność energii radiacyjnej od struktury widma promieniowania 23
1.1.7. Związek pomiędzy gęstością emisji powierzchni ciała a jej intensywnością 24
1.1.8. Prawo Plancka 24
1.1.9. Prawo Stefana-Boltzmanna 26
1.1.10. Emisja ciała czarnego w określonym przedziale widma 26
1.1.11. Emisyjność ciała rzeczywistego i ciała szarego 27

1.2. Promieniowanie gazów 28
1.2.1. Pochłanianie promieniowania 29
1.2.2. Emisja promieniowania 30
1.2.3. Równanie transportu energii radiacyjnej 31
1.2.4. Promieniowanie bryły gazu o objętości V 32
1.2.5. Promieniowanie w pasmach 36
1.2.6. Emisja lub absorpcja energii radiacyjnej w pełnym widmie 38
1.2.7. Modele emisji gazów stosowane w obliczeniach radiacyjnego przepływu ciepła 40
1.2.7.1. Model pasm szarych 40
1.2.7.2. Model pasm czarnych 41
1.2.7.3. Model gazu szarego 41
1.2.7.4. Model emisji gazu Hottela 42
1.2.8. Emisyjność i absorpcyjność bryły gazu 42
1.2.8.1. Wyznaczenie zastępczej emisyjności oraz absorpcyjności metodą uśredniania w widmie 42
1.2.8.2. Wyznaczanie emisyjności oraz absorpcyjności gazu metodą Hottela 44
1.2.8.3. Zastosowanie pasmowego modelu Edwardsa-Balakrishnana .... 51
1.2.8.4. Promieniowanie roztworu pary wodnej i dwutlenku węgla 63
1.2.9. Promieniowanie płomienia i gazów zapylonych 65
1.2.9.1. Współczynnik pochłaniania promieniowania przez składniki gazu 66
1.2.9.2. Współczynnik pochłaniania promieniowania przez cząstki pyłu 68
1.2.9.3. Współczynnik pochłaniania promieniowania przez cząstki sadzy 70
1.2.9.4. Pirometryczna metoda wyznaczania koncentracji sadzy w płomieniu 72
1.3. Przykłady problemów szczegółowych 73

2. PRZEPŁYW CIEPŁA NA DRODZE PROMIENIOWANIA 79

2.1. Radiacyjny przepływ ciepła w układach z ośrodkiem przeźroczystym 79
2.1.1. Przepływ ciepła pomiędzy czarnymi powierzchniami 79
2.1.1.1. Lokalny i średni stosunek konfiguracji 79
2.1.1.2. Obliczanie strumieni energii radiacyjnej 81
2.1.1.3. Powierzchnia wymiany bezpośredniej 83
2.1.2. Przepływ ciepła pomiędzy nieczarnymi powierzchniami 84
2.1.2.1. Jasność powierzchni 84
2.1.2.2. Obliczanie przepływu ciepła za pomocą pojęcia stosunku konfiguracji oraz jasności ścian 85
2.1.2.3. Powierzchnia wymiany całkowitej 87
2.1.2.4. Obliczanie powierzchni wymiany całkowitej 88
2.1.3. Przykłady problemów szczegółowych 91

2.2. Radiacyjny przepływ ciepła w układach z gazowym ośrodkiem pochłaniająco-promieniującym 94
2.2.1. Obliczanie przepływu ciepła za pomocą pojęcia stosunku konfiguracji oraz jasności ścian 94
2.2.2. Obliczanie przepływu ciepła w oparciu o powierzchnie wymiany bezpośredniej oraz całkowitej 97
2.2.2.1. Powierzchnie czarne, gaz szary 97
2.2.2.2. Powierchnie czarne, pasmowy model gazu 104
2.2.2.3. Powierzchnie szare, gaz szary 107
2.2.2.4. Powierzchnie szare, pasmowy model gazu 111
2.2.3. Stosunki opromieniowania ...: 113
2.2.4. Wyznaczenie ustalonego pola temperatury w przestrzeni zamkniętej metodą strefową 114
2.2.5. Przykłady problemów szczegółowych 118

3. ZASTOSOWANIE METODY MONTE CARLO DO BADANIA RADIACYJNEGO PRZEPŁYWU CIEPŁA 138

3.1. Uwagi ogólne 138
3.2. Wprowadzenie metody MONTE CARLO do rozwiązywania problemów z dziedziny promieniowania cieplnego 139

3.3. Opis probabilistycznego modelu przepływu ciepła przez promieniowanie 140
3.3.1. Współrzędne emisji elementarnej porcji energii 142
3.3.2. Kierunek poruszania się elementarnej porcji energii 143
3.3.3. Długość fali elementarnej porcji energii 148
3.3.3.1. Emisja z elementu powierzchniowego 148
3.3.3.2. Emisja z elemntu objętościowego 149
3.3.4. Transport elementarnej porcji energii przez ośrodek absorbujący 151
3.3.5. Kolizja elementarnej porcji z elementem powierzchniowym 152
3.3.6. Wykorzystanie rezultatów metody MONTE CARLO 153

4. TRÓJTEMPERATUROWY MODEL RADIACYJNEGO PRZEPŁYWU CIEPŁA W PIECU GRZEJNYM O DZIAŁANIU OKRESOWYM 155

4.1. Przyjęte założenia 155
4.2. Obliczanie strumieni ciepła pochłanianego w elementach powierzchniowych dla różnych modeli promieniującego gazu 156
4.3. Przykłady liczbowe I60

5. MODEL MATEMATYCZNY PRZEPŁYWU CIEPŁA W KOMORZE POKROCZNEGO PIECA GRZEJNEGO [27, 28, 29] 168

5.1. Opis pokracznego pieca grzejnego 168
5.2. Model przepływu spalin w piecu 169
5.3. Radiacyjny i konwekcyjny przepływ ciepła w komorze pieca 171
5.4. Pole temperatury w kęsiskach 173
5.5. Procedura obliczeniowa 176
5.6. Opis algorytmu właściwego nagrzania i wygrzania kęsisk wyprowadzanych z pieca
5.7. Wyniki obliczeń I78

ZESTAWIENIA 180
DODATKI 210
LITERATURA 282