Методы и средства контроля и диагностики параметров лучистого теплообмена техногенных объектов в поле солнечной радиации

• Автор: Селиванов, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 168 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Гл. 1 Обзор существующих методов и средств диагностики и контроля параметров лучистого теплообмена в коротковолновом диапазоне электромагнитных излучений
1.1. Предмет исследования
1.2. Поле излучения солнечной радиации. Спектральный со-
став, избирательное ослабление и рассеяние в атмосфере Земли, роль в формировании теплового режима техногенных объектов
1.3. Виды отражения, характеристики отражателей, абсолютно
черное тело, абсолютно белое тело, вариации серых отражателей, интегральное альбедо
1.4. Краткая характеристика методов и средств диагностики и
контроля интегральных параметров лучистого теплообмена отражателей различных типов
1.5. Постановка задачи исследования
Гл. 2 Разработка и исследование методов контроля инте-
грального альбедо отражателей со сложными физическими и геометрическими характеристиками
2.1. Исследование восприятия диффузно отраженной радиации точечным датчиком альбедометра
2.2. Разработка и исследование вариантов монофокального метода контроля и диагностики интегрального альбедо для объектов со сложным отражателем, содержащим исследуемый и инородно отражающий участки в эпицентральной
или периферийной зонах
2.2.1. Монофокальный метод контроля и диагностики интеграль-
ного альбедо объектов с инородно отражающим фоном в периферийной зоне
2.2.2. Разработка и исследование задачи контроля и диагностики

интегрального альбедо объектов с инородным включением в эпицентральной зоне отражающей поверхности
2.3. Разработка вариантов монофокального метода контроля и
диагностики интегрального альбедо для объектов со сложным отражателем, с инородными включениями в кольцевой промежуточной или эпицентральной и кольцевой периферийной зонах
2.3.1. Монофокальный метод контроля и диагностики интеграль-
ного альбедо объектов с инородными включениями в приведенной кольцевой промежуточной зоне
2.3.2. Задача контроля и диагностики интегрального альбедо
объектов с инородными включениями, в эпицентральной и периферийной зонах
2.3.3. Монофокальный метод контроля и диагностики интеграль-
ного альбедо объектов с инородными включениями в эпицентральной и периферийной зонах
2.3.4. Сводная таблица расчетных формул для определения
альбедо поверхностей со сложными геометрическими и оптическими характеристиками
Гл. 3. Экспериментальные исследования интегрального
альбедо техногенных объектов со сложными отражателями
3.1. Подготовка и обоснование экспериментальных исследований. Оборудование и приспособления
3.2. Актинометрические приборы и аппаратура
3.3. Постановка экспериментов и производство измерений
3.4. Результаты экспериментальных исследований. Статистическая оценка сходимости и надежности результатов
3.5. Области применения разработанных методов и средств
диагностики и контроля альбедо
Основные результаты работы
Литература

ВВЕДЕНИЕ.
Настоящая диссертационная работа посвящена изучению, разработке и исследованию актуальных вопросов прикладной актинометрии техногенных объектов, связанных с необходимостью совершенствования методов и средств диагностики и контроля коротковолновых лучистых характеристик в первую очередь техногенных объектов со сложной структурой отражающих солнечную радиацию поверхностей.
Выполненные автором теоретические и экспериментальные исследования сконцентрированы на проблеме повышения корректности и репрезентативности инструментальных оценок одной из важнейших характеристик лучистого теплообмена материалов и конструкций в поле солнечной радиации -интегрального альбедо с использованием для этого измерительных приборов с полусферическим полем зрения - альбедометров.
Полученные результаты существенно расширяют область применения такой измерительной техники применительно к насущным проблемам тепло-и гелиотехники различных классов техногенных объектов наземного и космического назначения. Приоритетность разработок подкреплена получением трех патентов Российской Федерации на «Способы определения альбедо».
Автор выражает глубокую благодарность за большую помощь в организации, постановке и выполнении исследований научному руководителю профессору д.т.н. Потапову А.И., к.г.н. Абакумовой Г.М., Незваль Е.И., Шиловце-вой O.A., Чубаровой Н.Е., Баланюк A.A., Мелуа А.И., Ермилову М.М., Федосееву A.B., Селивановой М.В., Сейфулову Р.В., Гоник B.C., Суворкину К.Д., а также всем лицам, принимавшим участие в обсуждении данной работы и высказавшим полезные замечания, позволившие улучшить и отшлифовать отдельные положения данной работы, либо будут учтены в последующих разработках, развивающих это глубоко интересующее автора актуальное направление прикладной актинометрии.

I, II, III и IX методов измерения отражательной и пропускательной способности, группа V - методы измерения бидиффузной пропускательной способности и группа VII - направленно - полусферической отражательной способности. Абсолютные значения и Т без применения эталонов позволяют измерять I, III, VII и IX группы методов.
Известны также непрямые методы определения терморадиационных (оптических) характеристик: группа методов косвенного определения и Т [89] и менее применимая на современном этапе к задачам строительной актинометрии группа методов качественного анализа диффузно-отражающих объектов, включая методы: поляризационный и голографический [90-93] за исключением метода НПВО (нарушенного полного внутреннего отражения) [94], которые можно использовать для получения ИК-спектров защитных покрытий, в том числе таких специальных как песчано-гравийные и им подобные слоистые, солнцезащитные и теплоаккумулирующие элементы ограждений архитектурно-строительных объектов или слоистая или сотовая защита космических аппаратов или сооружений, а также для оценки показателей преломления и поглощения в жидких средах [94-96], в том числе применительно к жидким теплоносителям в светопрозрачных гелиосистемах. Более подробная сравнительная характеристика перечисленных групп и отдельных методов измерения приведена в [48].
Исследование закономерностей радиационного теплообмена гелиотехнических и других конструктивных элементов техногенных объектов и лучистых характеристик облучаемых материалов и покрытий необходимо для правильного понимания, анализа и оценки работы облучаемых объектов в поле солнечной радиации, выработки критериев эффективности, совершенствования теплотехнических расчетов и конструирования гелиоограждений, а

Рис. 1.11 Способы облучения и измерения излучения: а -направленный, 0, 0„ и 0Т - углы падения, отражения и пропускания соответственно; б -диффузный, телесные углы со, и сот < 2л; в - совершенно диффузный, со, сок и сот равны 2л х [48].