西安交通大学传热学课件9.pdf

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1、第九章辐射传热的计算传热学HeatTransfer§9-1辐射传热的角系数一、角系数的定义1、问题的引出122•两表面之间的辐射传热量与它们之间的相对位置有很大关系！2112/92传热学HeatTransfer2、角系数的定义•X1,2－表面1对表面2的角系数：离开表面1的辐射能落到表面2上的份额•X2,1－表面2对表面1的角系数：离开表面2的辐射能落到表面1上的份额Viewfactor,anglefactor3/92传热学HeatTransfer二、讨论角系数的假定1、两个假定•物体表面为漫射表面•离开所研究表面的辐射热流密度是均匀的漫反射+T均

2、匀+发射率均匀+反射比均匀2、优点•角系数完全是一个几何因子•物体表面温度及发射率的改变只影响离开表面的辐射能的绝对大小4/92传热学HeatTransfer三、角系数的性质1、相对性•微元面和微元面IAcosddXb1111dd1,2EdAb11dAcoscos2122rdAcoscos112Xdd2,12r5/92传热学HeatTransferdAXdAX1d1,d22d2,d1•有限大小表面AEX1,211b1,2AE22bX2,1当1,2＝0时，T1＝T2AXAX11,222,16/92传热学HeatTran

3、sfer2、完整性XXXX1,11,21,31,nnX1,i1i1X？1,17/92传热学HeatTransfer3、可加性如图所示，表面2分为2A和2B两个面/n个面，则nX1,2X1,2ii1注意：子区域不能重叠！8/92传热学HeatTransferAEXAEXAEX2b22,12Ab22A,12Bb22B,1AA2A2BXXX2,12A,12B,1AA22注意：子区域不能重叠！9/92传热学HeatTransfer四、角系数的计算1、直接积分法dAcoscos212Xd1,d22r1coscosdA

4、dA11212XXdA1,2AA2AAd1,d21A112rA112这是一个四重积分！图9-7、9-8、9-9，查图时注意对数坐标10/92传热学HeatTransfer2、代数分析法★利用角系数的性质，通过求解代数方程组而获得角系数的方法•三表面封闭系统相对性完整性可加性11/92传热学HeatTransferX1,2X1,31XX12,12,3XX13,13,2AXAX11,222,1AXAX11,333,1注意X=0AXAX1,122,333,2AAAlll123X123X1,2

5、1,22l2A1112/92传热学HeatTransfer•交叉线法X1XXab,cdab,acab,bdabacbcXab,ac2ababbdadXab,bd2abbcadacbdXab,cd2ab注意X=01,113/92传热学HeatTransfer•从已知推出未知求X1,2＝？由P.400图9-8可以查出XXA,2A1,2由角系数的可加性XXX2,A12,A2,1AA1XXXA1,2A,21,2AAA1A114/92传热学HeatTransfer•利用对称性112114215/92传热学H

6、eatTransfer五、举例锅炉炉膛对水冷壁的辐射角系数16/92传热学HeatTransfer经简化后•变成线AD对弧AB的角系数•记得要乘2倍17/92传热学HeatTransferADABBCDX22ADsMBBCs18/92传热学HeatTransfer§9-2两表面封闭系统的辐射传热一、透热介质•指不参与热辐射的介质•空气19/92传热学HeatTransfer二、封闭腔模型•某表面向空间各方向发射出去的辐射能•空间各个方向投射到该表面上的辐射能如何确保以上两点呢？•计算的对象必须是一个包含所研究表面在内的一个封闭腔/系统•

7、封闭腔的表面可以全部是真实的，也可以部分是假想的20/92传热学HeatTransfer三、两黑体表面组成的封闭腔如图，垂直于纸面方向无限长假定出去为“+”AEXAEX1,21b11,22b22,1AXEE11,2b1b2AXEE22,1b1b2关键121/92传热学HeatTransferb举例2ca1AXEE1,211,2b1b2d44AXTT11,212XX1XX11,21,1adcac,1,1adcXacXadcac,ac,adcAac∵X1∴Xac,adcadc,acAadc22/92传

8、热学HeatTransfer四、两漫灰表面组成的封闭腔12以表面1为研究对象•从表面1上出去的辐射能12