Přenos tepla zářením - Odbor termomechaniky a techniky prostředí

FSI VUT v Brně, Energetický ústav
Odbor termomechaniky a techniky prostředí
prof. Ing. Milan Pavelek, CSc.
TERMOMECHANIKA
19. Přenos tepla zářením
OSNOVA 19. KAPITOLY
● Šíření záření
● Hustota zářivého toku
● I. Kirchhoffův zákon
● Planckův vyzařovací zákon
● Wienův posunovací zákon
● Stefanův - Boltzmannův
zákon
● II. Kirchhoffův zákon
● Vzájemné záření
povrchů
● Skleníkový efekt
● Termovizní měření
1
ŠÍŘENÍ ZÁŘENÍ - 1
Každý objekt je zdrojem elektromagnetického záření, které má vlnový i
korpuskulární charakter. Typy záření rozlišujeme dle vlnové délky  [m]
Záření Ultrafialové
, X
-8
-7
Infračervené
0,76-1000 μm
-6
-5
Světelné záření
350-760 nm
Tepelné záření
100 nm - 0,1 mm
-4
Ultrakrátké vlny Hertzovy
vlny 0,1-2 m
0,001 - 0,1 m
-3
-2
-1
0
Rádiové vlny
2-1500 m
1
2
3
log λ
Záření, viz též
skripta kap.
2.1-2.5 a 2.17
Pokud se většina zářivého toku přemění při dopadu na jiný objekt na
tepelný tok, hovoříme o tepelném záření. To platí pro záření objektů
o běžných teplotách, ale také pro záření slunce.
Záření se šíří rychlostí c, která je závislá na druhu prostředí.
Rychlost šíření záření ve vakuu c0 má hodnotu
c0 = (2,99792458 ± 0,000000012).108 m.s-1 ≈ 300 tis. km.s-1
2
ŠÍŘENÍ ZÁŘENÍ - 2
Místo rychlosti šíření záření se
někdy používá index lomu
n  c0 c
n1

n1sin α 1  n 2 sin α 2
    ’
’
z
V nehomogenním prostředí
se záření nešíří přímočaře, viz:
● Huygensův princip
Body, kam záření dospělo,
jsou sekundární zdroje.
Obálka kulových vln za čas
 tvoří novou vlnoplochu.
● Snellův zákon
Při záření z opticky řidšího
prostředí do hustšího se
paprsky lámou ke kolmici
n1 < n2
0

 

y
x
n2
n (x, y, z)
n1 > n2
A
n1
B
A
n1 < n2
B
C
D’
’
n1
D
C
C’
B’
a)
A’
n2
C’
b)
Pro vlnovou délku  [m] a frekvenci záření f [Hz] platí:
B’
A’
λ c f
n2
3
HUSTOTA ZÁŘIVÉHO
TOKU
HUSTOTA ZÁŘIVÉHO TOKU = ZÁŘIVOST E [W.m-2] je při úplné
přeměně energie záření na teplo rovna hustotě tepelného toku q .
Zářivý tok z určité plochy je pak dán součinem
hustoty zářivého toku (zářivosti) E a plochy S
Q  E S
Spektrální hustotu zářivého toku E [W.m-3]
dE
Eλ 
dλ
definujeme pro monochromatické záření ( až +d )
V oblasti světelného záření je spektrální hustota zářivého toku E
úměrná intenzitě sledované barvy (spektrální intenzitě o vlnové délce
 až +d )
 = 350 nm
Spektrum světelného záření
 = 760 nm
4
I. KIRCHHOFFŮV
ZÁKON - 1
Při dopadu zářivého toku na povrch může dojít k odrazu, pohlcení, nebo
také k průchodu zářivého toku tělesem. Pro energetickou bilanci platí
Q  Qa  Qr  Qt
Úpravou dostaneme
Q
Qr
Qa Qr Qt
1     
Q Q Q
I. KIRCHHOFFŮV ZÁKON
má tvar
Qa
Qt
a  r t  1
Jedná se o zákon zachování energie, kde značí:
a absorptanci, a = 1 je dokonale černé těleso
r reflektanci,
r = 1 je dokonale bílé těleso
t transmitanci, t = 1 je dokonale transparentní (průteplivé) těleso
5
I. KIRCHHOFFŮV
ZÁKON - 2
a = 1, r = 1 nebo t = 1 NEEXISTUJE
Téměř černé těleso lze realizovat černými matnými dutinami
Q
T=konst
T=konst
T=konst
Q
Q
Pevné látky (kromě slídy, kazivce, kuchyňské soli …) mají t = 0
 a r 1
Dvouatomové plyny (H2, O2, N2, vzduch …) mají t = 1
Víceatomové plyny (vodní pára, CO2, …) mají t < 1
 a  r t  1
6
PLANCKŮV VYZAŘOVACÍ
ZÁKON - 1
SLOVNÍ FORMULACE PLANCKOVA ZÁKONA
Záření o frekvenci f = c/ [Hz] může být vyzařováno nebo pohlcováno
jen po kvantech energie o velikosti e = h.f [J], kde h = 6,6256.10-34 [J.s]
je Planckova konstanta.
E 0λ
c 1  λ 5

 c2 
exp 
 1
 λ T 
c1 = c2.h
c1 = 3,74.10-16 W.m2
c2 = 1,44.10-2 K.m
E 0 λ  f  λ,T 
E0 [W.cm-3]
MATEMATICKÁ FORMULACE PLANCKOVA ZÁKONA plyne ze slovní
formulace a definuje spektrální hustotu zářivého toku dokonalého zářiče
 [m]
7
PLANCKŮV VYZAŘOVACÍ
ZÁKON - 2
S rostoucí teplotou roste spektrální hustota zářivého toku dokonalého
zářiče a maximální hodnota se posouvá ke kratším vlnovým délkám.
ZÁŘENÍ REÁLNÝCH ZDROJŮ
● Nedokonalý zářič má E pro každé  menší než dokonalý zářič,
maximum je při stejné teplotě na stejné vlnové délce.
● Reálný zářič má E
v závislosti na 
značně proměnné.
E
Nedokonalý zářič o teplotě T
Reálný zářič o teplotě T
● Selektivní zářič září
pouze v některých
oblastech 
● Plyny a lasery
vyzařují jen úzké
spektrální čáry
Dokonalý zářič o teplotě T
Záření plynů
Záření laserů
Selektivní zářič

8
WIENŮV POSUNOVACÍ
ZÁKON
Wienův zákon získáme z Planckova zákona derivací spektrální hustoty
zářivého toku E0 dokonalého zářiče dle vlnové délky  a tuto derivaci
položíme rovnu nule. Tím dostaneme spojnici maxim izoterem
v diagramu závislosti spektrální hustoty zářivého toku dokonalého
zářiče E0 na vlnové délce .
dE 0 λ
0
dλ

E0
T3 > T2
MATEMATICKÁ FORMULACE
WIENOVA ZÁKONA
T2 > T1
T1
λMAX T  konst
kde uvedená konstanta má
hodnotu 2.8978.10-3 [m.K]
Wienův posunovací zákon
Planckův zákon

SLOVNÍ FORMULACE WIENOVA ZÁKONA
S rostoucí teplotou zářiče se posouvá maximální hodnota spektrální
hustoty zářivého toku ke kratším vlnovým délkám
9
STEFANŮV - BOLTZMANNŮV
ZÁKON - 1
Stefanův - Boltzmannův zákon získáme z Planckova zákona integrací
spektrální hustoty zářivého toku E0 dokonalého zářiče přes celý rozsah
vlnových délek , a to za konstantní teploty.

E 0   E 0 λ d λ

0
MATEMATICKÁ FORMULACE
STEFANOVA-BOLTZMANNOVA
ZÁKONA
E 0  σ 0 T
4
0 = 5,6697.10-8 W.m-2.K-4
E0
Stefanův - Boltzmannův
zákon, E0 = f(T)
T3 > T2
T2 > T1
T1

Planckův zákon
je Stefanova - Boltzmannova
konstanta
SLOVNÍ FORMULACE STEFANOVA - BOLTZMANNOVA ZÁKONA
Hustota zářivého toku dokonalého zářiče je úměrná čtvrté mocnině
absolutní teploty
10
STEFANŮV - BOLTZMANNŮV
ZÁKON - 2
Pokud se přemění zářivý tok při dopadu na objekt na tepelný tok, lze
Stefanův - Boltzmannův zákon psát ve tvaru
q0  σ 0 T 4
Q0  σ 0 S T 4
Termogram
FSI VUT
Nedokonalé zářiče mají tepelný tok
menší než zářiče dokonalé a platí:
q  ε  σ 0 T 4 Q  ε  σ 0 S T 4
 [-]
- emisivita (poměrná zářivost)
Změna barvy bývá způsobena
Emisivita (poměrná zářivost)
teplotou, ale i emisivitou nebo
● Nabývá hodnot od 0 do 1 ( = 1 je
odraženým zářením
dokonalý zářič,  = 0 povrch nezáří)
● Najdeme ji pro různé materiály v tabulkách
● Závisí i na úpravách povrchů a na směru vyzařování
11
II. KIRCHHOFFŮV ZÁKON
Pojem dokonale černé těleso se používá jak pro tělesa dokonale
pohlcující záření, tak pro tělesa dokonale vyzařující záření. Obecněji to
vyjadřuje 2. Kirchhoffův zákon.
Zatmění
SLOVNÍ FORMULACE
Slunce
II. KIRCHHOFFOVA ZÁKONA
V tepelné rovnováze je objekt
tak dokonalým zářičem, jak
dokáže záření pohlcovat,
a proto emisivita povrchu 
(poměrná zářivost) je rovna
absorptanci a (poměrné
pohltivosti)
MATEMATICKÁ FORMULACE
II. KIRCHHOFFOVA ZÁKONA
V tepelné rovnováze je
ε a
Slunce je téměř dokonalý zářič
a téměř dokonale pohlcuje záření
Zdroj: Druckmüller 2010
12
VZÁJEMNÉ ZÁŘENÍ
POVRCHŮ - 1
ZÁŘENÍ MEZI 2 NEKONEČNĚ ROZLEHLÝMI ROVNOBĚŽNÝMI STĚNAMI
T1
T1 > T2
Eef1
Eef2
(1-2)Eef1
Eef2(1-1)
T2
Vlastní zářivosti stěn (hustoty zářivých toků)
E 1  ε 1  σ 0 T14
E 2  ε 2  σ 0 T 24
Efektivní zářivost stěny 1
E ef 1  E 1  1- ε 1 E ef 2 
 E 1  1- ε 1 E 2  1- ε 1 1- ε 2 E ef 1
Po úpravě
E ef 1 1- ε 1 1- ε 2 E ef 1  E 1  1- ε 1 E 2
ε 1 ε 2 - ε 1ε 2 E ef 1 E 1 1- ε 1 E 2
(1-1)(1-2)Eef1
E 1  1- ε 1 E 2
E ef 1 
1=a1
2=a2
ε 1  ε 2 - ε 1ε 2
t=1
t1=0
t2=0
E 2  1- ε 2 E 1
Obdobně platí pro efektivní zářivost stěny 2 E ef 2 
ε 1  ε 2 - ε 1ε 2
13
VZÁJEMNÉ ZÁŘENÍ
POVRCHŮ - 2
Výsledný tok zářivosti je dán rozdílem efektivních zářivostí
T1
T1 > T2
T2
Eef2
Eef1
(1-2)Eef1
Eef2(1-1)
t1=0
2=a2
t=1
Pro hustotu tepelného toku zářením mezi
dvěma nekonečně rozlehlými paralelními
stěnami lze psát
4
4
q12  σ 12 T 1 T 2
(1-1)(1-2)Eef1
1=a1
E 12 E ef 1 E ef 2

E 1 E 2 - ε 1E 2   E 2 E 1- ε 2E 1 
E 12 

ε 1  ε 2 - ε 1ε 2
ε 2E 1  ε 1E 2 ε 2ε 1σ 0T14  ε 1ε 2σ 0T 24
E 12 

ε 1  ε 2 - ε 1ε 2
ε 1  ε 2 - ε 1ε 2
t2=0
σ 12 

σ0
12 [W.m-2.K-4] zde značí
1 1
 - 1 součinitel vzájemného
ε1 ε2
záření pro paralelní stěny
14
VZÁJEMNÉ ZÁŘENÍ
POVRCHŮ - 3
ZÁŘENÍ MEZI POVRCHY, KTERÉ SE OBKLOPUJÍ
T1 > T2
T1 > T 2
T2
T1
S2 ,  2
T2
S2 ,  2
S1 ,  1
Povrch S1
musí být
vypuklý
T1
S1,  1
Pro tepelný tok zářením mezi povrchy,
které se obklopují platí:
12*
je součinitel vzájemného
záření pro povrchy, které se obklopují
[W.m-2.K-4]
Povrch S2
obklopuje
povrch S1
Q12  S 1  σ *12  T 14 T 24 
σ0
σ 
1 S1  1 
 - 1

ε1 S 2  ε 2 
*
12
15
VZÁJEMNÉ ZÁŘENÍ
POVRCHŮ - 4
ZÁŘENÍ MALÉHO POVRCHU VE VELKÉM PROSTORU
Povrch S2 obklopuje povrch S1
Povrch S1 by měl být vypuklý
Pro tepelný tok zářením mezi
povrchy, které se obklopují platí:
Q12  S 1  σ 1*2  T 14 T 24 
S1 << S2
σ
Pro tepelný tok zářením malého
povrchu ve velkém prostoru platí:
*
12
σ0

 ε 1σ 0
1 S1  1 
  - 1
ε1 S 2  ε 2 
Q12  ε 1  σ 0 S 1  T14 T 24 
T2 je tzv. radiační teplota
16
SKLENÍKOVÝ EFEKT - 1
Skleníkový efekt vzniká za sklem ozařovaným sluncem - ve skleníku
Hydroponie
ve skleníku
E
Záření Slunce
Výklad
skleníkového efektu
pomocí Planckova
zákona
Záření Slunce
na povrchu
Země
Záření objektů
za sklem

t
1
Sklo umožňuje snadný
průchod širokého spektra
slunečního záření, které
má vysokou teplotu
Transmitance
skla
0
Sklo brání průchodu záření objektů ve skleníku o nízké teplotě

17
SKLENÍKOVÝ EFEKT - 2
Skleníkový efekt způsobují i jiné materiály, např. skleníkové plyny (H2O,
CO2, N2O, O3 …) obsažené v atmosféře. Atmosféra by pak měla vytvářet
optimální skleníkový efekt pro život.
E
Záření Slunce
Výklad
skleníkového efektu
pomocí Planckova
zákona
Sluneční konstanta
je 1369 W.m-2
Transmitance
atmosféry
Zdroj: Universum
Záření povrchu
Země

t
1
0
Záření Slunce
na povrchu
Země

18
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 1
Termovizní kamery pro bezdotykové měření povrchových teplot objektů
na principu detekce tepelného záření.
VarioCAM
InfraTec
Chlazení
pomocí
dusíku
TESTO
VarioScan
Jenoptik
InfraTec
Bez
chladiva
Bez
chladiva
FLIR
Bez chladiva
AMR
Bez
chladiva
19
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 2
Termovizní kamera má široké uplatnění při konstrukci a diagnostice
tepelných motorů. Termovizní měření se provádí jak na prototypech,
tak při ověřování správné funkce vyrobených motorů. Zdroj: InfraTec
Teplotní pole výfukového traktu
spalovacího motoru
Teplotní pole pláště plynové
turbíny
20
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 3
Termovizní kameru lze uplatnit i při konstruování a diagnostice
poháněných strojů. Také zde můžeme měřit na prototypech, nebo
ověřovat správnou funkci již vyrobených strojů. Zdroj: InfraTec
Teplotní pole ventilátoru
poháněného elektromotorem
Teplotní pole čerpadla
poháněného elektromotorem
21
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 4
Užitečné a zajímavé informace je možné
získat z termogramů chladicích zařízení.
Zdroj: InfraTec
Teplotní pole srážníku
chladicího zařízení
Teplotní pole kompresoru
chladicího zařízení
22
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 5
V oblasti dopravní techniky umožňuje termovize identifikovat vadné
komponenty, odhalovat místa větších tepelných ztrát, hodnotit chování
dopravních prostředků v provozu apod. Zdroj: InfraTec
Termogram čelního skla
automobilu ofukovaného teplým
vzduchem
Termogram teplotního pole
na povrchu letadla
po přistání
23
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 6
Široké možnosti nabízí termovize v oblasti tepelné diagnostiky strojních
součástí. Ze získaných záznamů se dá usuzovat na správnou funkci
těchto prvků. Zdroj: InfraTec
Teplotní pole diskové brzdy
automobilu
Tepelné defekty na přírubovém
spoji potrubí
24
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 7
Další možnosti nabízí termovize ve slévárenství. Z teplotních polí
odlitků a forem můžeme studovat rychlost ochlazování, možnosti
vzniku staženin aj. Zdroj: InfraTec
Teplotní pole odlitku
a částí uvolněné formy
Teplotní pole bloku motoru
po jeho odlití
25
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 8
Termovizní měření můžeme efektivně využít i v hutnických provozech.
Ze zviditelněných teplotních polí lze rozpoznat vadné tepelné izolace,
stav tavicích procesů aj. Zdroj: InfraTec
Kontrola tepelné izolace
vysoké pece
Teplotní pole kontejneru
s tekutým hliníkem
26
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 9
Rozšířené je termovizní měření v oblasti prevence a údržby strojních,
energetických, chemických a elektrických zařízení. Závady na těchto
zařízeních jsou na termogramech patrné již na dálku. Zdroj: InfraTec
Termogram teplotního pole při
chlazení chemického reaktoru
Teplotní pole defektu tepelné
izolace tlakové nádoby
27
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 10
Na těchto termogramech jsou další příklady z oblasti prevence a údržby.
Diagnostika zařízení na dálku zefektivňuje tento proces a umožňuje
měření i v nepřístupných a nebezpečných místech. Zdroj: InfraTec
Termogram trafostanice
v elektrárně
Provozní kontrola ložisek
rotačních strojů
28
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 11
Termovizní měření v teplárenství je rovněž velice rozšířené. Termovize
umožní identifikovat podzemní uložení rozvodů tepla, vadná místa
s únikem teplé tekutiny a vadná místa tepelné izolace. Zdroj: InfraTec
Identifikace uložení rozvodů tepla
pod vozovkou
Identifikace vadné tepelné
izolace rozvodů tepla
29
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 12
Termovizní kamera má široké uplatnění při testování elektrických
pohonů a generátorů proudu. Ze zobrazených termogramů je možné
ověřovat správnou funkci zařízení, efektivitu chlazení aj. Zdroj: InfraTec
Teplotní pole běžícího
elektromotoru
Teplotní pole při kontrole statoru
generátoru
30
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 13
Termovizní měření v oblasti silnoproudé elektrotechniky umožní
monitorovat práci silnoproudých zařízení a identifikovat případné
nedostatky. Zdroj: InfraTec
Chybné
spoje
vodičů
Termogram teplotního pole
transformátoru
31
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 14
V oblasti mikroelektrotechniky a slaboproudé elektrotechniky umožňuje
termovize monitorovat stav procesorů, elektronických prvků, plošných
obvodů a studených spojů. Zdroj: InfraTec
Termogram základní desky
osobního počítače
Teplotní pole
mikroelektronického obvodu
32
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 15
Velice rozšířené je použití termovize ve stavebnictví. Aplikuje se pro
hodnocení tepelných ztrát budov, identifikaci tzv. tepelných mostů, pro
kontrolu těsnosti obvodových konstrukcí aj. Zdroj: InfraTec
Termogram domu se špatnou
izolací pravé stěny
Termogram kontroly těsnosti
stěn dřevěného srubu
33
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 16
Termovizní měření ve stavebnictví umožní rovněž hodnotit účinnost a
kvalitu prací při zateplování budov. Zdroj: InfraTec
Termogram tepelných ztrát části
činžovního domu
před zateplením
Termogram tepelných ztrát části
činžovního domu
po zateplení
34
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 17
Termovizní měření má své uplatnění i v medicíně a ve veterinárním
lékařství. Slouží při odhalování nádorů a zánětů, při kontrolách
krevního oběhu apod. Zdroj: InfraTec
Termogram člověka
při kontrole prokrvení tkání
Termogram koně
při kontrole prokrvení tkání
35
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 18
Termovize v oblasti sportu odhaluje intenzitu zatěžování svalů a dává
informace o správnosti provádění cviků. Informace o teplotách kůže a
přenosu tepla při různých aktivitách jsou užitečné i v technice prostředí.
Termogram
cvičence
s činkou
Termogram
cvičenky
aerobiku
36
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 19
Termovize se často používá v oblasti ostrahy objektů, vyhledávání osob
či různých tepelných zdrojů v exteriérech aj. Zdroj: InfraTec
Hledání
osob
Vyhledávání zdroje požáru
na skládce odpadu
Ostraha
budov
Hledání
tepelných
zdrojů
37
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 20
Termovizní kameru lze využít také pro identifikaci historie práce strojů
a historii přítomnosti osob či teplokrevných živočichů.
Termovizní snímek jedoucích a
parkujících motorových vozidel
Termogram tepelné stopy
na stěně po doteku dlaně
38
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 21
Velice rozšířené jsou aplikace termovize v oblasti techniky prostředí, tj.
v oblasti vytápění, větrání a klimatizace. Jedná se o její využití ve vývoji,
výrobě a při provozních měřeních těchto zařízení. Zdroj: InfraTec
Teplotní pole vyhřívaného
čelního skla automobilu
Teplotní pole vyhřívaného
sedadla automobilu
39
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 22
V technice prostředí jsou častými objekty termovizních měření otopná
tělesa. Získané termogramy slouží především k posouzení kvality
konstrukce otopných těles. Zdroj: InfraTec
Teplotní pole deskového
otopného tělesa
Teplotní pole trubkového
otopného tělesa
40
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 23
Termovizní měření otopných těles se
provádí také na EÚ FSI VUT v Brně.
Cílem je zjistit stav otopných těles
používaných pro experimentální
výzkum teplotních polí v místnostech.
Konvektor
s přirozenou
konvekcí
Smaltovaný povrch
Duralový povrch
Konvektor
s nucenou
konvekcí
Povrch natřený barvou
Elektrické
radiátory
Doba zátopu
u všech snímků
je 1 hodina
41
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 24
Mezi nejlepší způsoby vytápění z hlediska možnosti dosažení tepelné
pohody prostředí patří podlahové vytápění. Termogramy systémů
podlahového vytápění odhalí případné nedostatky dané instalace.
Zdroj: InfraTec
Nerovnoměrné teplotní pole
podlahového vytápění
Chybně instalované hadice
podlahového vytápění
42
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 25
Na EÚ FSI VUT v Brně je rovněž prováděn výzkum tepelných ztrát
a stavu prostředí v klimatizačních, ale i sterilizačních komorách.
Termogramy komory
s přirozenou konvekcí
vzduchu o teplotě 175 °C
ve vnitřním prostoru
Termogramy komory
s nucenou konvekcí
vzduchu o teplotě 175 °C
ve vnitřním prostoru
43
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 26
Perspektivní využití má termovizní kamera při zviditelňování a měření
teplotních polí ve vzduchu. Lze to řešit vložením papíru do 2D proudů či
sítě papírových terčů do 3D proudů vzduchu.
Teplý vzduch
nad otopným
tělesem
Laboratorní
cvičení na
oboru TP
Proudění chladného
vzduchu ze štěrbinové
vyústky v horní části okna
44
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 27
Termogramy lze dále analyzovat (měnit rozsah teplot, vytvořit diferenční
obrazy, teplotní profily, histogramy, vykreslit izotermy aj.), čímž získáme
řadu dalších informací, které nebyly na původním snímku zřejmé.
Původně zaznamenaný
termogram tepelných ztrát
v areálu FSI VUT v Brně
Úprava rozsahu sledovaných
teplot na termogramu areálu FSI
VUT v Brně
45
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 28
Vytvoření diferenčního obrazu ze dvou termogramů
Termogram 1
Termogram 2
Diferenční obraz je užitečný:
● pro vyjádření rozdílu teplot mezi
dvěma stavy,
● při měření zrcadlových povrchů, kde
se odráží okolí,
● při měření v tepelně nehomogenním
prostředí.
Diferenční obraz
46
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 29
Pro termovizní měření je třeba znát emisivitu povrchů. Na EÚ FSI VUT
v Brně se proto zabýváme i měřením emisivity různých materiálů.
OCHLAZOVANÉ VZORKY:
Sklovláknobeton, Dlažba a
Lepidlo stavební, v prostředí
s radiační teplotou 25 °C
Při kolmém pohledu se zdá být
teplota vzorků nejmenší
OHŘÍVANÉ VZORKY:
Sklovláknobeton, Dlažba a
Lepidlo stavební, v prostředí
s radiační teplotou 20 °C
Při kolmém pohledu se zdá být
teplota vzorků největší
47
TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ - 30
Termovizní kameru je možné využívat také v umění. V oblasti malování
lze vytvořit tzv. „tepelné obrazy“, které nejsou pouhým okem viditelné,
v kinematografii lze vytvářet různobarevné záznamy a zvláštní efekty.
Tepelný obraz dvou postav
Autoři: Titlová, Pavelek
Tepelný videozáznam
Autoři: Titlová, Pavelek
48
KONEC PŘEDNÁŠEK
Z TERMOMECHANIKY
Znalost přírodních zákonů je základním
předpokladem úspěchu u zkoušky
prof. Ing. Milan PAVELEK, CSc.
Energetický ústav FSI VUT v Brně, Technická 2, Budova A2-302
Tel.: 420 541 143 272, E-mail: [email protected]
URL: http://ottp.fme.vutbr.cz/users/pavelek/
49