Коэффициенты видимости излучения
Коэффициенты видимости, известные также как форм-факторы или коэффициенты формы, играют непосредственную роль в переносе тепла за счет излучения. Коэффициент видимости Fij
между двумя малыми площадками Ai
и Aj
определяется как дробная часть излучения, покидающего площадь Ai
, которая перехватывается площадью Aj
. Другими словами, Fij
представляет то, насколько хорошо площадка Ai
"видит" площадку Aj
. Коэффициент видимости Fij
зависит от взаимной ориентации малых площадок Ai
и Aj
, а также расстояния между ними.
Для двух бесконечно-малых поверхностей dA
i и dA
j коэффициент видимости dF
ij задается соотношением:
где q
i и q
j представляют собой углы между единичными нормалями к площадкам, а линия R
ij соединяет эти две площади. Если обе площади конечны, то коэффициент видимости задан отношением:
В силу вышеуказанного уравнения, всегда удовлетворяется следующее отношение принципа взаимности:
В то время, как в многих книгах по теплопередаче даются коэффициенты для областей простой формы, расчет коэффициентов видимости для задач реальной жизни требуют значительно больших усилий и затрат времени даже для быстродействующих компьютеров. Если требуется рассчитать коэффициенты видимости для оценки излучения между гранями A и B, программа понимает каждую такую грань как состоящую из малых площадок (поверхностей), задаваемых элементными гранями. Затем программа вычисляет коэффициент видимости для каждой элементной грани относительной всех других элементных граней на множестве ячеек. В такие расчеты включаются коэффициенты видимости между элементными гранями на одной и той же геометрической грани.
Вогнутая грань с разумно мелкой сеткой может излучать сама на себя. Планарные и выпуклые грани сами на себя не излучают. Такие эффекты принимаются в рассмотрение автоматически.
Блокирование
Излучение между двумя гранями может быть блокировано какой-либо гранью третьего элемента. В таком случае, коэффициент видимости становится равным 0. Программное обеспечение автоматически учитывает блокирование между всеми заданными гранями, как это показано на рисунке. Для правильного рассмотрения и учета блокирования Вам необходимо выбрать грани, принимающие участие в излучении. На нижнем примере грани 3 и 4 частично блокируют излучение между гранями 1 и 2. Неверные результаты получаются в том случае, если вы выберете только грани 1, 2 и 3.
