Strahlungsübertragung zwischen Oberflächen (Strahlung von Oberfläche zu Oberfläche)

Bei der im vorigen Abschnitt genannten Gleichung zur Energieübertragung durch Strahlung zwischen einem grauen Körper und einem umgebenden Medium wurde davon ausgegangen, dass der strahlende Körper sich nur in Sichtkontakt mit dem großen, umgebenden schwarzen Körper (stellt das umgebende Medium dar) befindet. Es wird daher vorausgesetzt, dass die gesamte vom kleinen, strahlenden Körper abgegebene Energie vom umgebenden Medium absorbiert wird.

Wenn zwei strahlende Körper teilweise Energie durch Strahlung übertragen, sollte der Strahlungsansichtsfaktor (F) berücksichtigt werden.

Der Strahlungsansichtsfaktor von Oberfläche I in Bezug auf Oberfläche j wird definiert als das Verhältnis zwischen der Energie, die von Fläche I ausgestrahlt wird und Oberfläche j direkt erreicht, und der Gesamtenergie, die von Oberfläche I abgegeben wird. Bei Berücksichtigung dieser Definition ergibt sich folgende Netto-Wärmeübertragung durch Strahlung zwischen einer Oberfläche mit der Fläche A_I und Temperatur T_I und einer Oberfläche mit der Fläche A_j und Temperatur T_j:

Q_Strahlung = σ ε_i A_i F_ij ( T_i ⁴ - T_j ⁴)

Dabei gilt Folgendes:

F_ij ist der Ansichtsfaktor von Oberfläche i in Bezug auf Oberfläche j

ε_i ist der Abstrahlungswert der Oberfläche i.

σ ist die Stefan-Boltzmann-Konstante.

Wenn die zwei Oberflächen die unterschiedlichen Emissionswerte ε_i und ε_j aufweisen, wird die Netto-Wärmeübertragung durch Strahlung zwischen den Oberflächen folgendermaßen angegeben:

Q_Strahlung = σ ( T_i ⁴ - T_j ⁴) / (( 1 - ε_i / A_iε_i) + (1 / A_i F_ij ) + ( 1 - ε_j / A_jε_j ))