Transferencia de calor por radiacion

Transferencia de calor por radiación entre dos cuerpos negros que forman un encierro
Considere dos superficies negras, intercambiando energía radiante y formando un encierro que está lleno con un gas transparente. Dicha situación existe siempre que una superficie negra se encuentra completamente encerrada por otra superficie negra. Una superficie negra situada en un horno con paredes blancasseria uno de dichos ejemplos. La cantidad de energía radiante que parte del cuerpo 1 y llega al cuerpo 2, y que éste absorbe, es A1F1-2eb1. Además, si la superficie 2 es cóncava algo de su propia radiación emitida incide sobre él. La cantidad de esta energía radiante es A2F2-2eb2. La razón neta de pérdida de calor de la superficie 2 es la diferencia entre la radiación emitida por 2 y la radiación queabsorbe 2. Esto es.


1.- Intercambio de radiación entre cuerpos grises:
Se dice que una superficie es gris si  =  y  es constante sobre el rango de temperatura del problema. Se afirma el análisis sobre la suposición de que:
a.- Todas las superficies son grises.
b.- Todas las reflexiones son difusas.
c.- La temperatura es uniforme en cada superficie.
d.- Todas las superficies son opacas.
e.-El encierro está lleno de con un gas transparente.
f.- Todas las emisiones son difusas.
n
Qi =  Ai Fij (Ji - Jj)
j=1



2.- Intercambio de radiación de cuerpo negro:
La radiación puede salir de una superficie debido a la reflexión y emisión y al alcanzar una segunda superficie experimenta reflexión y absorción; sin embargo para una superficie que se aproxima aun cuerpo negro se simplifica pues no hay reflexión.










Q i – j = Ai Fij ebi
Q j – i = Aj Fji ebj
Qi - j = Transferencia de calor por radiación que sale de una superficie (i o j) y es interceptada por la superficie (j o i), respectivamente.
Intercambio neto: Q i – j = Ai Fij ebi - Aj Fji ebj
Relación de reciprocidad:Ai Fij = Aj Fji
Potencia emisiva: eb = T4
Implica: Q i – j = Ai Fij  (Ti4 - Tj4)
Qi - j = Transferencia de calor neta por radiación que sale de la superficie i como resultado de su interación con j, que es igual a la transferencia neta que j gana por radiación debido a su interación coni.
Para un encierro o recinto:
n
Qi =  Ai Fij  (Ti4 - Tj4)
j=1
TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACION


        Por radiación la energía se transporta en forma de ondas electromagnéticas que se propagan a la velocidad de la luz. La radiación electromagnética que se considera aquí es la radiación térmica.
        Lacantidad de energía que abandona una superficie en forma de calor radiante depende de la temperatura absoluta y de la naturaleza de la superficie. Un radiador perfecto o cuerpo negro emite una cantidad de energía radiante de su superficie por unidad de tiempo qr dada por la ecuación


                                      





        Para evaluar la transferencia neta de energía radiante requiereuna diferencia en la temperatura superficial de dos o mas cuerpos entre los cuales tiene lugar el intercambio. Si un cuerpo negro irradia  a un recinto que lo rodea completamente y cuya superficie es también negra (es decir absorbe toda la energía radiante que incide sobre él, la transferencia neta de energía radiante por unidad de tiempo viene dada por

   


T1: Temperatura del cuerpo negro enKelvin
T2: Temperatura superficial del recinto en Kelvin

Si a una temperatura igual a la de un cuerpo negro emiten una fracción constante de la emisión del cuerpo negro para cada longitud de onda, se llaman cuerpos grises. Un cuerpo gris emite radiación según la expresión

   

El calor radiante neto transferido por unidad de tiempo por un cuerpo gris a la temperatura T1 a un cuerpo negro que...