Faktory zobrazení záření

Faktory zobrazení, také nazývané faktory tvaru nebo konfigurace, hrají klíčovou roli v převodu tepla zářením. Faktor zobrazení Fij mezi dvěma malými plochami Ai a Aj je definován jako poměr záření opouštějícího plochu Ai ku záření zachyceného plochou Aj . Jinak řečeno Fij ukazuje, jak dobře Ai vidí Aj . Faktor zobrazení Fij záleží na orientaci malých ploch Ai a Aj a vzdálenosti mezi nimi.

Pro dvě nekonečně malé plochy dA i a dA j je faktor zobrazení dF ij dán vztahem:

kde q i a q j jsou úhly mezi jednotkami kolmými na plochy a úsečka R ij spojuje obě plochy. Pokud jsou obě plochy konečné, faktor zobrazení je dán:

Z předchozí rovnice vždy vyplývá následující reciproční vztah:

I když mnoho knih o převodu tepla prezentuje faktory zobrazení pro plochy s jednoduchým tvarem, výpočet faktorů zobrazení pro skutečné případy vyžaduje značnou zátěž i pro rychlé počítače. Když je potřeba vypočítat faktory zobrazení pro záření mezi plochou A a B, software uvažuje o každé ploše jako o ploše tvořené malými oblastmi (povrchy) definovanými plochami prvků. Pak vypočítá faktor zobrazení každé plochy prvku vzhledem k ostatním plochám prvků v množině. V těchto výpočtech jsou zahrnuty i faktory zobrazení ploch prvků ve stejné geometrické ploše.

Konkávní plocha s dostatečně jemnou sítí může zářit sama na sebe. Rovinné a konvexní plochy na sebe nemohou zářit. Takovéto efekty se automaticky berou v úvahu.

Blokování

Záření mezi dvěma elementárními plochami může být blokováno třetí elementární plochou. V takovém případě je faktor zobrazení 0. Software automaticky uvažuje blokování mezi všemi vybranými plochami dle následujícího obrázku. Pro správnou funkci blokování je nutné vybrat plochy účastnící se záření. Na následujícím příkladu plochy 3 a 4 částečně blokují záření mezi plochami 1 a 2. Pokud vyberete pouze plochy 1, 2 a 3, získáte nesprávné výsledky.