При сгорании топлива в камерах сгорания (топках) парогенераторов, нагревательных устройств, газовых турбинах, ракетных двигателях и др.. образуется факел пламени, а затем поток горячих продуктов сгорания, из которых
значительное количество теплоты передается излучением более холодным стенкам камеры сгорания. Расчет радиационного теплообмена в камерах сгорания представляет собой очень большие трудности, вызванные сложностью физических условий, в которых происходит процесс горения и теплообмена. Эти трудности вызваны, во-первых, сложностью излучающих характеристик среды и их резкой зависимости от условий процесса, во-вторых, значительной неравномерностью температурных полей в объеме камеры, в-третьих, большой неоднородностью поглощающих характеристик и температуры воспринимающих тепло поверхностей, бывают покрыты слоем окислов, пыли, сажи, шлака.
В общем случае излучение пламени состоит из излучения газов (при горении углеводородных топлив - это главным образом диоксид углерода и водяной пар), излучение частиц сажи и сжигаемого топлива (кокса) и частиц золы, которые в наиболее горячих зонах факела пламени плавятся , а по мере охлаждения потоков газа твердеют. Относительный вклад каждого из излучателей в общее излучение зависит от вида топлива, способа и условий его сжигания, от размещения рассматриваемого объема в камне сгорания.
Вид пламени зависит от того, какими излучателями определяют его радиационные свойства.
Несветящимися пламя образуется при сжигании газообразного топлива при условии хорошего перемешивания горючего газа с окислителем. Излучение несветящимися пламени (а также угасших продуктов сжигания газа) обусловлено почти исключительно радиационными свойствами диоксида углерода и водяного пара.
Светящееся пламя образуется при сжигании жидких углеводородных топлив (мазута, керосина и др.). Без их предварительного испарения. В таком пламени рядом с трехатомных газами излучают и частицы сажи, которые образуются при температурном разложении топлива на начальной стадии горения и постепенно выгорании до конца факела.
Пивсвитне пламя образуется при сжигании твердого топлива в пылевидном состоянии. В этом случае к излучению трехатомных газов добавляется излучение сравнительно крупных коксовых частиц и частиц золы, иногда и излучения сажи.
Пламя (кроме несветящимися) представляет собой излучаемый, поглощающее и рассеивающие (мутное) среду. Радиационные характеристики этих сред сильно зависят от концентрации, размеров и физических свойств частиц, а также от температуры.
В практике инженерных расчетов радиационного теплообмена в камерах сгорания получили распространение два основных метода. Первый основан на применении уравнения Стефана - Больцмана, второй - на применении теории подобия при обобщении опытных данных по теплообмену и на использовании эмпирических уравнений подобия.