Säteilylämpövirta

Säteilylämpövirta on lämpöenergian siirtymistä säteilemällä elektromagneettista säteilyä kahden kappaleen välillä, kun niiden lämpötilat eroavat. Se on erityisen tärkeää tyhjiössä, jossa johtuminen ja konvektio ovat vähäisiä, sekä korkeissa lämpötiloissa.

Lämpövirtaa voidaan kuvata Stefan–Boltzmannin lain avulla. Diffu′n, harmaapinnan emittoiva teho on j* = ε σ T^4, jossa ε on emissivisyys (0–1) ja σ on Stefan–Bolzmannin vakio noin 5,67×10^-8 W/m^2K^4. Neton radiatiivisen virran suuruus riippuu sekä pintojen lämpötiloista että niiden emissivisyyksistä sekä katselu- eli view-faktoreista.

Kaksi toisiaan vastapäätä olevaa diffuse-gray pintaa, joiden view-faktori F_12 on noin 1, antavat neton säteilyn per pinta-ala noin Q/A = σ (T1^4 − T2^4) / [(1/ε1) + (1/ε2) − 1]. Tätä periaatetta voidaan laajentaa useisiin pintoihin ja tiloihin käyttämällä katselukertoja ja radiositeetti-tekniikkaa.

Säteilylämpövirran yksikkö on W/m^2; kokonaislämpövirta saadaan kertomalla arvo pinta-alalla. Säteily on osa kokonaislämpösiirtoa, jota tarkastellaan usein yhdessä johtumisen ja konvektion kanssa.

Käyttökohteita ovat rakennusten lämpöeristys, uunit ja polttoprosessit, aurinkolämpöjärjestelmät sekä avaruus- ja ilmakehän lämpötilanhallinta, joissa säteilyllä on keskeinen rooli erityisesti korkeissa lämpötiloissa ja tyhjiöissä.