Algebraic methods for the calculation of radiation exchange in an enclosure

Abstract

The algebraic methods of Hottel and Sarofim, Gebhart and one recently published by the authors for the calculation of radiant interchange in an enclosure are examined. Each of these formulations, while written in a different form, is shown to be mathematically equivalent to the others. This equivalence is established by deriving the formulations of Hottel and Sarofim and Gebhart from that of the authors. Because of the analytical complexity of these forms their mathematical equivalence cannot be demonstrated by explicit methods. For this reason proof of equivalence is established by numerical programming using a digital computer. Three different numerical examples are used for this purpose.-In addition, the mathematical structure underlying the absorption factor B ij of Gebhart and the total exchange factor and total view factor ℱ ij of Hottel and Sarofim is developed. Die algebraischen Methoden zur Berechnung des Strahlungsaustausches in HohlrÄumen von Hottel und Sarofim, Gebhart und von den Autoren dieser Arbeit werden untersucht. Trotz verschiedener Schreibweisen sind die einzelnen Formulierungen mathematisch gleichwertig. Das zeigt sich, wenn man die Formulierungen von Hottel und Sarofim sowie von Gebhart aus der unsrigen ableitet. Wegen der komplizierten mathematischen Form kann diese Äquivalenz nicht explizit gezeigt werden. Sie wurde daher numerisch mit Hilfe eines Digitalrechners an drei Beispielen nachgewiesen. Auerdem wurde die mathematische Struktur des Absorptionsfaktors By nach Gebhart, des totalen Austauschfaktors und des totalen FlÄchenverhÄltnisses ℱ ij nach Hottel und Sarofim abgeleitet.