6. Закон Кеплера (закон квадратов расстояний) — устанавливает, что облучательная способность точечного источника излучения обратно пропорциональна квадрату расстояний между источником и облучаемым телом.
В общем виде количество энергии dQ, падающей на облучаемую площадку dF от точечного источника, будет равно:
где W — количество энергии, излучаемой источником равномерно во все стороны; г — расстояние от источника до площадки dF\ ф — угол между направлением г и нормалью к облучаемой площадке.
При увеличении размеров источника излучения закон Кеплера теряет свою силу.
Общая формула теплообмена излучением между двумя непрозрачными телами, записанная на основании закона Стефана — Больцмана, имеет вид:
Здесь Q — количество теплоты, переданное излучением от первого тела ко второму; еп — приведенная степень черноты системы, учитывающая степень черноты обоих тел и их взаимное расположение; с0 — коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела; ф0бЛ — средний угловой коэффициент, или коэффициент облученности, учитывающий форму, размеры и взаимное расположение поверхностей; Тъ Т2 — температуры первого и второго тела, К; ^расч — условная расчетная площадь поверхности теплообмена; т — время теплообмена.
Процессы теплообмена в печах находятся в непосредственной зависимости от следующих факторов: 1) вида осуществляемого термотехнологического процесса; 2) теплового и температурного режима; 3) источника и места теплогенерации; 4) характеристики печной среды; 5) конструктивного типа печи.
Современный промышленный опыт получения многих видов продуктов в печах определил для каждого из них режимы, необходимую печную среду, один или несколько конструктивных типов, источники и место теплогенерации. Например, варка стекла осуществляется в газопламенных ванных печах, стали — в электрических дуговых ванных печах и газопламенных мартеновских печах, обжиг кускового материала — в газопламенных шахтных или вращательных печах и т. д.
Полученные данные экспериментальных и промышленных исследований о процессах теплообмена в рабочей камере различных печей позволили описать их качественно и количественно для многих конкретных печных комплексов с учетом приведенных выше влияющих факторов.
В термической системе «материал—среда—футеровка» процессы теплообмена всегда протекают в двух направлениях: внешнем и внутреннем.
Под внешним теплообменом понимаются взаимосвязанные и взаимозависимые тепловые процессы между элементами термической системы» изменяющие температуру на их наружной поверхности.