Civil Engineering Reference
In-Depth Information
Die
Wärmestrahlung
unterscheidet sich grundsätzlich von der Wärmeleitung oder der
Konvektion dadurch, dass die Wärmeübertragung ohne direkten Kontakt erfolgt und dass
der Transport vom Strahler zum Empfänger auch im Vakuum und dort noch besonders gut
stattfindet. Die Wechselwirkung zwischen Strahler und Empfänger wird durch Reflexion,
Transmission und Absorption geprägt. So absorbiert ein schwarzer Körper die gesamte
Wärmestrahlung (aber selbst Ruß reflektiert noch ca. 1 %), ein diathermes Medium lässt
die Strahlung vollständig durch und ein idealer Reflektor wirft sie vollständig zurück. In
dimensionsloser Darstellung (Bezug auf den gesamten Strahlungswärmestrom) gilt
Reflexionsgrad + Transmissionsgrad + Absorptionsgrad = 1
wobei die Werte stark vom Stoff und auch von der Wellenlänge abhängen. Basierend auf der
Strahlung eines schwarzen Körpers wurden schon vor längerer Zeit wichtige Gesetzmäßig-
keiten von Planck, Boltzmann, Stefan u. a. gefunden. Die Betrachtung von Strahlungsvor-
gängen, an denen Rohrleitungen beteiligt sind, benötigt die Theorie eines grauen Strahlers.
Dieser Strahler weist die gleiche Intensitätsverteilung wie ein schwarzer Körper auf, jedoch
ist seine Strahlungsintensität im konstanten Verhältnis zum schwarzen Strahler verringert,
was durch den Emissionsgrad ausgedrückt wird, der wiederum dem Absorptionsgrad gleich
ist. ist eine Funktion der Temperatur und abhängig vom Einstrahlwinkel, vom Material,
von der Oberflächengestalt und Oberflächenbeschaffenheit sowie bei strahlungsdurchläs-
sigen Nichtmetallen auch von der Wellenlänge. Somit sind die bei technischen Rechnungen
verwendeten Zahlenwerte für in der Regel Mittelwerte (Tabelle 2.43). Staubablagerungen
können sich auf z. T. stark auswirken.
Tabelle 2.43■
Anhaltswerte für den Emissionsgrad in Richtung der Flächennormalen, Auswahl aus [2]
Oberflächenmaterial
T
(in K)
Aluminium
poliert
stark oxidiert
373
366/777
0,095
0,2/0,31
Anstriche
293
ca. 0,93
Beton, rau
273 … 366
0,9
Bronze, poliert
422
0,03
Gips
293
0,8 … 0,9
Gusseisen
poliert
oxidiert
rau, stark oxidiert
473
472/872
311 … 522
0,21
0,64/0,78
0,95
Eis, Reif
273
ca. 0,97
Eisen und Stahl
poliert
geschmirgelt
700/1 300
293
0,144/0,377
0,242
Kunststoffummantelung
293
ca. 0,9
Kupfer
poliert
schwarz oxidiert
293
293
0,03
0,78
Putz
293
0,925
