ความร้อนแผ่รังสี
ป้อนอุณหภูมิพื้นผิวเตา พื้นที่แผ่รังสี วัสดุพื้นผิว และอุณหภูมิห้อง เครื่องคำนวณประเมินกฎ Stefan-Boltzmann Q = ε·σ·A·(Ts⁴ − Ta⁴) โดย s = 5.67×10⁻⁸ W/m²K⁴ และอุณหภูมิทั้งสองแปลงเป็นเคลวิน กำลังเพิ่มขึ้นตามกำลังสี่ของอุณหภูมิสัมบูรณ์: การยกพื้นผิวเหล็กหล่อ 1.5 m² เดียวกันจาก 150 °C ถึง 250 °C เกือบสามเท่าของการแผ่รังสีสุทธิ จากประมาณ 1,994 W เป็นประมาณ 5,455 W
การแผ่รังสีบอกว่าพื้นผิวเข้าใกล้ตัวแผ่รังสีในอุดมคติแค่ไหน: เหล็กหล่อ 0.95 หินสบู่ 0.90 เหล็กสะอาด 0.70 วัสดุเองมีค่าหลายร้อยวัตต์: ที่พื้นผิว 250 °C ในห้อง 20 °C ตัวอย่าง 1.5 m² แผ่รังสีประมาณ 5,455 W ในเหล็กหล่อ แต่เพียงประมาณ 4,020 W ในเหล็ก ต่างกัน 26% ด้วยรูปทรงและอุณหภูมิที่เหมือนกัน
ความเข้มที่หนึ่งเมตรกระจายกำลังบนครึ่งทรงกลม (Q / 2π ประมาณ 868 W/m² ในตัวอย่าง) เพราะเตาแผ่รังสีส่วนใหญ่ไปข้างหน้า ระยะห่างสบายจะคำนวณรัศมีที่การไหลของรังสีลดลงถึง 10 × (43 °C - อุณหภูมิห้อง) W/m² โดย 43 °C ใช้เป็นเกณฑ์การสัมผัสที่สะดวกสบายในระยะยาว: ประมาณ 1.94 ม. สำหรับเตาตัวอย่างในห้อง 20 °C
วัสดุแต่ละชนิดมีการแผ่รังสีระหว่าง 0 ถึง 1 ที่อธิบายว่าแผ่รังสีได้มีประสิทธิภาพแค่ไหนเมื่อเทียบกับวัตถุดำในอุดมคติ เหล็กหล่อที่ 0.95 เข้าใกล้อุดมคติ หินสบู่ที่ 0.90 ตามมา ในขณะที่เหล็กสะอาดที่ 0.70 สะท้อนมากกว่าและแผ่น้อยกว่า ในสมการ Stefan-Boltzmann การแผ่รังสีคูณกับทุกอย่าง ดังนั้นการเปลี่ยนพื้นผิวร้อนเดียวกันจากเหล็กหล่อเป็นเหล็กลดกำลังแผ่รังสีลงประมาณหนึ่งในสี่
คือรัศมีที่การไหลของรังสีที่ถูกจำลองลดลงถึงเกณฑ์ 10 W/m² ต่อองศาความแตกต่างระหว่าง 43 °C กับอุณหภูมิห้องของคุณ ในห้อง 20 °C เกณฑ์นั้นคือ 230 W/m² เนื่องจากเกณฑ์หดตัวลงเมื่อห้องอุ่นขึ้น เตาเดิมจึงฉายรัศมีสบายที่ใหญ่กว่าในพื้นที่ที่อุ่นอยู่แล้ว: ที่ 30 °C การไหลที่อนุญาตลดครึ่งหนึ่งเหลือ 130 W/m² และระยะห่างที่คำนวณได้เพิ่มขึ้นประมาณหนึ่งในสาม
การแผ่รังสีขยายตามกำลังสี่ของอุณหภูมิสัมบูรณ์ ทำให้กำไรสะสมอย่างรวดเร็ว การยกพื้นผิวตัวอย่างจาก 150 °C (423 K) ถึง 250 °C (523 K) เพิ่มเทอม Ts⁴ ประมาณ 2.3 เท่า และหลังจากหักการแผ่รังสีกลับจากห้องยกกำลังผลผลิตสุทธิจากประมาณ 1,994 W เป็น 5,455 W นี่ยังเป็นเหตุที่เตาที่ร้อนเกินไปและลุกแดงโยนความร้อนมากกว่ามากบนพื้นผิวใกล้เคียงเมื่อเทียบกับเตาในช่วงการทำงานปกติ