Exercícios de Intensidade de Radiação - Lista de Exercícios Resolvida

Em um dia encoberto, a distribuição direcional da radiação solar que incide na superfície terrestre pode ser aproximada por uma expressão na forma , onde é a intensidade total da radiação normal à superfície e é o ângulo de zênite.

Qual é a irradiação solar na superfície terrestre?

De acordo com a sua distribuição direcional, a radiação solar que incide sobre a superfície terrestre pode ser dividida em duas parcelas. A parcela direta, que é constituída por raios paralelos que incidem em um ângulo fixo , e a parcela difusa, formada por radiação que pode ser aproximada como sendo distribuída de forma difusa em relação a .

Considere condições de céu claro nas quais a radiação direta incide com um ângulo , com um fluxo total (baseado na área normal aos raios) de , e a intensidade total de radiação difusa é de .

Qual é o valor da irradiação solar total na superfície terrestre?

Uma pequena superfície estacionária de área emite difusamente com uma intensidade total de .

Uma segunda superfície de área equivalente está localizada a uma distância fixa de de . A linha de conexão entre as duas superfícies permanece perpendicular a , enquanto gira a uma frequência angular .

Qual é a quantidade de energia interceptada pelos dois lados de durante uma volta completa?

Uma pequena fonte de radiação emite difusamente com uma intensidade . O detector de radiação está alinhado normal à fonte a uma distância de .

Uma tela opaca está posicionada na meta de do caminho entre e para impedir que a radiação da fonte atinja o detector. A pequena superfície é um espelho difuso perfeito que permite que a radiação emitida pela fonte seja refletida para o detector.

Calcule a potência radiante incidente em devido à emissão a partir da fonte , .

Supondo que a potência radiante, seja refletida perfeita e difusamente, calcule a intensidade deixando , .

Calcule a potência radiante incidente em devida à radiação refletida deixando , .

(Adaptado) Durante o tratamento térmico por radiação de um material na forma de uma fina película hemisférica é mantida por uma pressão de ar relativamente baixa. A irradiação sobre a película é devida à emissão de um aquecedor radiante com área , que emite de forma difusa com uma intensidade .

Obtenha uma expressão para a irradiação sobre a película como um função do ângulo de zênite .

(Adaptado) Uma pequena fonte de calor radiante com área emite difusamente com uma intensidade . Uma segunda área pequena, está localizada como mostrado no esboço a seguir.

Determine a irradiação de para .

A distribuição espectral da radiação emitida por uma superfície difusa pode ser aproximada como segue.

Qual é o poder emissivo total?

Qual é a intensidade total da radiação emitida na direção normal e em um ângulo de em relação à normal?

Determine a fração do poder emissivo total deixando a superfície nas direções .

Uma fornalha com uma abertura de de diâmetro e poder emissivo de é usada para calibrar um medidor de fluxo térmico que tem uma área sensora de .

A qual distância, medida ao longo da normal a partir da abertura, o sensor deve ser posicionado para receber uma irradiação de ?

Se o sensor for inclinado para fora da normal em , qual será a sua irradiação?