Gerçek Yüzeylerden Radyasyon Yayılımı

Bir kara cisim ile çevreleyen ortam arasındaki radyasyon yoluyla gerçekleşen ısı alışverişinin net hızı ile ilişkili Stefan-Boltzmann kanununda gerçek yüzeyler için değişiklikler yapılmalıdır. Kara cisim olmayan yüzeyler için spektral radyasyon yoğunluğu, Planck dağılımına uymaz ve yayılan radyasyon, yayılım için tercih edilen yönde gerçekleşir.

Kara cisim olmayan bir yüzey için değiştirilen Stefan-Boltzmann kanunu şu şekildedir:

Qradyasyon = ε σ A ( Ts 4 - Ta 4 )

Burada e, yüzeyin yayılım gücünün aynı sıcaklıktaki bir kara cismin yayılım gücüne oranı olarak tanımlanan, radyasyon yayan yüzeyin yayılım kabiliyetidir. Malzemelere 0 ile 1,0 arasında bir yayılım kabiliyeti değeri atanır. Bu nedenle, bir kara cisim 1,0 yayılım kabiliyeti değerine sahipken mükemmel bir yansıtıcı 0 yayılım kabiliyeti değerine sahiptir.

Yayılım kabiliyeti, yüzey sıcaklığına ve yüzey kaplamasına bağlı bir malzeme özelliğidir. Aşağıdaki tabloda bazı malzemelerin yayılım kabiliyeti değerleri listelenmektedir:

Metal   Sıcaklık (ºC) Yayılım Kabiliyeti

Alüminyum

Cilalanmış

Pürüzlü Yüzey

Oksitlenmiş

50 - 500

20 - 50

200

0,04 - 0,06

0,06 - 0,07

0,11

Pirinç

Cilalanmış

Haddelenmiş Sac

Oksitlenmemiş

Oksitlenmiş

200

20

25

200

0,03

0,06

0,035

0,61

Bronz

Cilalanmış

50

0,1

Karbon

Filaman

Grafit

Oksitlenmemiş

1000 - 1400

0 - 3600

100

0,53

0,7 - 0,8

0,81

Bakır

Kalorize

Ticari

Cilalanmış

Oksitlenmemiş

Oksitlenmiş

100

20

50 - 100

100

50

0,26

0,07

0,02

0,02

0,6 - 0,7

Cam

 

20 - 100

0,94 - 0,91

Dökme Demir

Paslanmış

Oksitlenmiş

Oksitlenmemiş

25

200

100

0,65

0,64

0,21

Kurşun

Oksitlenmiş

Oksitlenmemiş

200

200

0,96

0,63

Nikel

Cilalanmış

Oksitlenmiş

Oksitlenmemiş

200 = 400

200

25

0,05 - 0,1

0,37

0,045

Platin

Cilalanmış

Oksitlenmemiş

200 - 600

25

0,05 - 0,1

0,037

Porselen

 

20

0,92

Kuvars

 

----

0,92

Kauçuk

Sert

Yumuşak

20

20

0,95

0,86

Silikon

 

----

0,92

Gümüş

Cilalanmış

Oksitlenmemiş

20 - 600

100

0,02 - 0,03

0,02

Çelik

Pürüzlü Yüzey

Cilalanmış

Oksitlenmiş

Oksitlenmemiş

Alaşımlı

50

750 - 1050

200 - 600

100

500

0,95 - 0,98

0,52 - 0,56

0,8

0,08

0,35

Çinko

Oksitlenmiş

Oksitlenmemiş

200 - 300

300

0,04 - 0,05

0,05