Expunerea la radiații solare

radiaţia solară

În aer liber de suprafață produs expus la lumina directă a soarelui. Materialele utilizate în structurile sistemelor sub acțiunea radiației solare având complicate procese care cauzează îmbătrânirea acestor materiale. În plus, radiația solară este principalul factor în formarea stării termice a atmosferei și suprafața pământului. Prin urmare, efectul asupra proprietăților la temperaturi ridicate și scăzute de aer ale materialelor se determină în cele din urmă influența radiației solare pentru a încălzi modul de aer.

radiația solară este necesară pentru a determina, în primul rând, factori astronomice: durata zilei și înălțimea soarelui. Radiația solară care intră suprafața pământului, este un factorii climatici majore. La rândul său, aceasta depinde în mare măsură de circulația atmosferei și caracteristici ale suprafeței de bază.

Expunerea la radiații solare asupra elementelor tehnice determinate de gama undelor electromagnetice ajunge la suprafața lor.

Spectrul de energie solară radiată este format din mai multe părți. In parte val ultraviolet a spectrului (l <3900 × 10 -10 м) приходится около 9% энергии солнечного излучения, на волны видимой части спектра ( l =3900 × 10 -10. 7600 × 10 -10 м) - около 41% и на инфракрасные волны ( l =7600 × 10 -10. 1000000 × 10 -10 м) - около 50%.

Atmosfera din jurul Pământului, absoarbe aproximativ 19% din energia solară (abur, ozon, dioxid de carbon, praf și alte componente atmosferice). Aproximativ 35% din energia este absorbită în spațiul exterior. suprafața Pământului atinge doar 45% din energia solară, dar prezența norilor reduce cantitatea de energie solara care ajunge pe pământ, aproximativ 75% în comparație cu zilele clare.

Densitatea de suprafață din totalul fluxului de căldură prin radiație depinde de starea de nebulozitate. Indiferent de altitudine solar (6-44,9 °), în lunile de vară din totalul modificărilor fluxului de radiație în vreme fără nori de la 11,2 × 10 -3-78.4 × 10 -3 W x cm'2. când soarele și norii în prezență de 9,8 x 10 -3-80.5 × 10 -3 W x cm'2. sub nor continuu de 4,2 x 10 -3-25.9 × 10 -3 W x cm'2.

fluxul total de radiație depinde și de nor înșiși dacă soarele strălucește prin Cirrus, fluxul total de radiație va varia de la 4,9 x 10 -3-64.4 × 10 -3 W x cm'2. dacă nori stratificate - de 3,5 x 10 -3 până la 38,5 × 10 -3 W x cm'2. Influența cantității de radiație totală are, de asemenea, nori de înălțime, dacă este ridicat nor, debitul variază de la 5,6 x 10 -3-49.7 × 10 -3 W x cm'2. dacă este scăzută - de la 6,3 x 10 -3-27.3 × 10 -3 W x cm'2.

Integral densitate a fluxului de căldură al radiației solare depinde de înălțimea. Până la 15 km integrant Densitatea fluxului de căldură de 1125 W / m2, inclusiv densitatea fluxului ultraviolete (l = 280-400 microni) - 42 W / m 2 peste 15 km - 1380 W / m 2 UV Inducția spectru - 10.0 W / m2.

Schimbarea densității fluxului de căldură al radiației solare este estimat raportul dintre valoarea sa maximă la minimum, așa cum este exprimat în%. Cele mai mici schimbări zilnice apar în zonele deșertice, care sunt caracterizate prin luminoase.

Prezența vaporilor de apă și praf în aer reduce semnificativ densitatea fluxului termic al radiației solare. Efectul cel mai dramatic asupra materialelor și produselor au razele soarelui care se încadrează perpendicular pe suprafață.

Deteriorarea de razele soarelui pot fi împărțite în două grupe: procese fotochimice și fotooxidare.

În cazul în care deteriorarea suprafețelor metalice joacă un rol semnificativ de degradare fotooxidativă. expunerea simultană la oxigen și umiditate prin procese de oxidare creează cantitate suplimentară de energie. Suprafața metalului este activat prin iradiere cu raze ultraviolete, astfel încât pericolul coroziunii. Pentru scindarea structurii moleculare necesită o anumită radiație de frecvență, ca energia fotonilor corespunde produsului constantei Planck de frecvență.

Sub influența luminii solare în materialele organice care au suferit procese fotolitici complexe - procese de descompunere a compușilor chimici, prin care proprietățile materialelor variază.

Radiația solară (în special partea sa ultraviolete) este suficientă pentru distrugerea multora, chiar legături foarte puternice în moleculele de polimeri se produce cauzând îmbătrânirea și anumite eșecuri apar. Procesul de îmbătrânire a materialelor polimerice accelera caldura, umezeala, oxigenul atmosferic (îmbătrânirea atmosferică), radiații de înaltă energie și altele. La rândul său, rata de îmbătrânire sub acțiunea radiației solare depinde de intensitatea, proporția de radiații ultraviolete în polimerii de spectru și capacitatea luchepogloschayuschey solare. S-a descoperit că legăturile moleculare pauză și îmbătrânire majoritatea polimerilor apar atunci când intensitatea radiației depășește 16,8 kJ / (m 2 x min). Este cunoscut faptul că baza de îmbătrânire a materialelor polimerice sunt două procese simultane: degradare - obligațiuni pauză între atomii de molecule și formarea de fragmente ale moleculelor de polimer și structurare - formarea de noi legături între atomi și fragmente moleculare care rezultă din distrugere. Ca urmare a îmbătrânirii materialelor polimerice modifică proprietățile mecanice și electrice, culori, etc ..

Principalul efect radiație solară - încălzirea suprafeței produselor și, în consecință, creșterea temperaturii în interiorul dispozitivului. lumina solară a corpului de încălzire depinde de intensitatea radiației solare, temperatura mediului ambiant, iar reflectivitatea capacitatea organismului. Când este încălzit, corpul devine sursa de radiație în sine. Modelul suprafețelor de schimb de căldură, care este trasată înapoi la transferul de căldură carcasa de metal cu pereți subțiri. Pentru cazul locuințelor negru mat, în interiorul căruia nu există nici o sursă de emisie de energie poate fi reprezentat pe o diagramă ris.3.4.1

Fig. 3.4.1 Schema de determinare a radiației echilibru locuințe perete

Grosimea pereților locuințelor este mic, astfel încât se poate presupune că temperatura suprafețelor exterioare și interioare ale pereților carcasei sunt identice. Folosind ecuația Stefan-Boltzmann, compun balanța de radiație a pereților locuințelor.

Capac carcasă exterioară, care absoarbe căldura de la soare radiază său (d) spre exterior și spre interior a carcasei. perete inferioară a carcasei (jos) absoarbe căldura radiată de capacul superior și emite-l în carcasă și în exterior (d). La amplasarea carcasei pe baza peretelui inferior cedează căldură pentru sol și poate primi căldură de la ea (d).

Atunci când echilibrul de temperatură a sistemului următoarele relații matematice sunt valabile:
TV d 4 = d / 2 (TD 4 - TV 4);
d TD 4 = 1/2 (1,6+ d TV 4)
unde TV - temperatura capacului carcasei, K;
TD - temperatura carcasei de jos, K;
TS - temperatura solului, K;
d - radiație constantă.