Рис. 1. Схема тепловых испытаний образцов материалов:
а
— система
a
с тремя ГИИ;
б
— система
б
с шестью ГИИ;
1
— водоохлаждаемые
ГИИ трубчатой формы;
2
— водоохлаждаемый экран;
3
— условные поверхности,
замыкающие системы
а
,
б
;
4
— испытуемый образец;
5
— термопары;
6
— нагреваемая
поверхность образца;
7
— тыльная поверхность образца
поддерживается постоянной, а температура образца
4
материала
является функцией времени и координат
X
и
Y
. На внешних по-
верхностях трубчатых ГИИ задана спектральная плотность потока
излучения.
Для расчета радиационного теплообмена используется зональный
метод, в соответствии с которым все поверхности в системах (см.
рис. 1) представлены совокупностью элементарных площадок (
N
1
—
число элементарных площадок нагреваемой и ограждающих поверх-
ностей,
N
2
— число элементарных площадок источников излучения),
между которыми происходит теплообмен вследствие излучения че-
рез диатермичную среду. Учитывается наличие непрозрачных цилин-
дрических поверхностей ГИИ на пути излучения между отдельными
участками поверхностей системы.
Рассмотрим математическую модель, которая позволяет на каждом
временном шаге рассчитать потоки излучения, падающие на поверх-
ность нагреваемого плоского образца. Она представляет собой систе-
му уравнений для определения спектральных потоков излучения, па-
дающих на все выделенные
i
-е площадки замкнутой геометрической
системы поверхностей
а
или
б
:
Q
пад
i
(Λ) =
N
1
X
j
=1
Q
эф
j
(Λ)
ϕ
j,i
+
N
2
X
k
=
N
1
+1
Q
эф
k
(Λ)
ϕ
k,i
=
=
N
1
X
j
=1
ε
j
(Λ)
Q
соб.о
j
(Λ)
ϕ
j,i
+
N
1
X
j
=1
[1
−
A
j
(Λ)]
Q
пад
j
(Λ)
ϕ
j,i
+
+
N
2
X
k
=
N
1
+1
Q
соб.и
k
(Λ)
ϕ
k,i
+
N
2
X
k
=
N
1
+1
[1
−
A
k
(Λ)]
Q
пад
k
(Λ)
ϕ
k,i
, i
=1
, . . . , N
1
+
N
2
(1)
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 4 35
