Berechnung der Strahlungswärmeübertragung zwischen Luft und Wänden, was ist für den Emissionsgrad von Luft zu verwenden?

Sagen wir zum Beispiel, ich habe etwas Luft erwärmt, ich drücke sie durch einen Tunnel mit kalten schwarzen Wänden. Wird die Luft Wärme an die Wände abstrahlen oder werden die Wände Wärme an die Luft abstrahlen?

Ich verstehe, dass die Wand Strahlung sowohl ausstrahlen als auch absorbieren würde, da sie einen Emissionsgrad, eine Fläche und eine Temperatur hat. Aber ich bin mir nicht sicher, wie ich den Emissionsgrad der Luft annähern soll.

Wenn ich zum Beispiel die Strahlung von Luft wie folgt berechnen wollte

Q R A D = σ ϵ A T 4

Wo ϵ ist der Emissionsgrad, σ ist die Stefan-Boltzmann-Konstante, A ist Strahlungsbereich und T ist die Temperatur, was würde ich als Emissionsgrad für Luft verwenden?

Nun, sie strahlen beide und kommen mit der Zeit in ein thermisches Gleichgewicht. Obwohl in Ihrem Beispiel Leitung und Konvektion wahrscheinlich bessere Mittel zur Wärmeübertragung sind.
Ja, ich verstehe, dass die Wand strahlen würde, da sie einen Emissionsgrad, eine Fläche und eine Temperatur hat. Aber ich war mir nicht sicher, wie ich den Emissionsgrad von Luft annähern sollte, wenn ich zum Beispiel die Strahlung von Luft wie folgt berechnen wollte > Q_rad = E stef A*T^4, wobei E der Emissionsgrad ist, stef die Stefan-Boltzmann-Konstante, a die Strahlungsfläche und T die Temperatur ist. Was würde ich als Emissionsgrad verwenden?
Für die Zwecke planetarer Energiebilanzen hat die Erdatmosphäre, betrachtet als eine Schicht, einen effektiven Emissionsgrad von ~0,8.
@JonCuster Um einen Emissionsgrad im thermischen Infrarotband zuzuweisen, benötigen Sie eine Luftschicht, die so dick (und feucht) ist, dass sie Photonen einige Male absorbieren und erneut emittieren kann, dh für mindestens einige damit verbundene Wellenlängen undurchsichtig ist k B T . Für diese Frage ist die Längenskala kurz und Sie können diese Annahmen wahrscheinlich nicht verwenden, sodass das Konzept des Emissionsgrads wahrscheinlich nicht zutrifft.
@OliverLines Ich habe Ihren Titel angepasst und Ihren Kommentar wieder in Ihre Frage verschoben. Schauen Sie sich um, um sicherzustellen, dass Sie damit vertraut sind, und bearbeiten Sie sie gerne weiter.
@uhoh - wir spalten hier vielleicht Haare, aber da die Luftmasse Strahlung emittiert (und absorbiert), wäre es auch nicht richtig, einen Emissionsgrad von Null zuzuweisen. Ich habe in meinem zweiten Kommentar darauf geachtet, "effektives" Emissionsvermögen zu verwenden ...
@uhoh Ich bin zufrieden damit, wie du es bearbeitet hast, danke.

Antworten (1)

Unter bekannten Bedingungen (SATP und so ungefähr) ist es normal anzunehmen, dass Gase nicht an der Strahlungsenergieübertragung teilnehmen. Bei höheren Temperaturen (z. B. bei der Verbrennung) gibt es etwas Strahlung, aber es ist wieder normal anzunehmen, dass diese vernachlässigbar ist, es sei denn, die Flamme ist rußig (Rußpartikel sind weitaus wirksamere Strahler als Gase). Wie in den Kommentaren erwähnt wurde, ist die Konvektionswärmeübertragung zwischen dem Gas und den Wänden weitaus bedeutender als die Strahlung, vorausgesetzt, Ihr System ist nicht in irgendeiner Weise exotisch (dh nicht astronomisch groß, nicht phänomenal). heiß, isoliert nicht unendlich...).

Grundsätzlich: Sie sollten in dieser Situation keinen Emissionsgrad verwenden, da dies das am besten geeignete Modell ist Q Rad = 0 .

Berechnung der Strahlungswärmeübertragung zwischen Luft und Wänden, was ist für den Emissionsgrad von Luft zu verwenden?
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