辐射换热2011ppt课件

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1、传热学第四章辐射换热1一、热辐射的本质和定义第四章辐射换热§4.1热辐射的基本概念定义：由热运动产生的，以电磁波形式传递的能量；T<2000K0.38~100μm（可见光0.38~0.76红外0.76~20μm）太阳T=5800K0.2~2μm（可见光占大比例）2二、吸收、反射和穿透热一定律：吸收比反射比穿透比——取决于物体特性、温度、表面状况、投入辐射对于大多数的固体和液体：注意：成立条件为针对同一辐射对于不含颗粒的气体：3三、理想物体2.白体（镜体）3.透明体注意：1.黑体，白体，透明体是对热射线而言的（非可见光）1.黑体与投入辐射有关。2.镜面反射漫反射例如

2、：雪对可见光对红外线4、黑体人工黑体b-black§4.2黑体辐射的基本定律1.光谱辐射力二、基本概念单位时间内，单位波长范围内(包含某一给定波长)，物体的单位表面积向半球空间发射的能量。2.总辐射力E单位时间内，物体的单位表面积向半球空间发射的所有波长的能量总和。54.定向辐射强度LrA63.斯忒藩-玻耳兹曼定律Stefan-Boltzman’slaw4、兰贝特定律Lambert’slaw黑体的定向辐射强度为常数。9§4.3实际物体的辐射与吸收特性、黑度半球总黑度物体表面的发射率取决于物质种类、表面温度和表面状况。10二、吸收比如：温室效应1.光谱吸收比非导电体

3、材料的光谱吸收比同波长的关系2.(总)吸收比物体表面的吸收比取决于吸收表面与发射表面的物质种类、表面温度和表面状况。三、灰体（graybody）定义：工业上，可以作为灰体。11物体表面对黑体辐射的吸收比与温度的关系12四、Krichhoff’slaw热平衡2.表面：成立条件:①1为黑体②热平衡1859年板1—黑体，板2—任意物体（1）（2）1o善于辐射的物体也善于吸收。黑体辐射力Eb最大，也最大。2o灰体推论：13一、定义对于灰表面，角系数是几何因子§4.4角系数二、角系数的计算2.查图3.代数法1.积分法表面1表面214角系数性质（1）相对性（互换性）（2）完

4、整性对于封闭系统:角系数的完整性（3）可加性注意：角系数的可加性15（4）等值性（5）非凹面122’例4.1求X21,X111216例4.2求X12,X21,X22,X1112317例4.3三个非凹表面18例4.4、求作辅助面3123100mm100mm100mm例4.5、某圆柱形内封闭空腔如右图，1为底面，2为顶面，3为侧面。圆柱体底面、顶面直径等于其高度。求：角系数X12，X3319角系数测量仪20一、两黑表面间辐射换热§4.5两被透明介质隔开的固体表面的辐射换黑表面1和2之间的辐射换热量为空间热阻21二、两灰表面间辐射换热两灰表面两黑表面22自身辐射:E1投

5、入辐射:G1有效辐射:1.有效辐射，投入辐射，自身辐射2.表面的净辐射表面热阻灰表面黑表面233.两灰表面辐射换热①若1为非凹表面②若1为非凹表面,而且③若1为非凹表面24三、遮热板若加一板3（）1212325解：例4.6热电偶,求空气的实际温度。稳态时遮热罩抽气式热电偶26网络法§4.6多表面系统辐射换热计算必须满足漫灰面、等温、物性均匀的条件一、基本概念表面热势差表面辐射热阻空间热势差空间辐射热阻27二、求解步骤1.画等效网络图1232.列节点方程283.求解方程组，得4.计算每个表面的净辐射热流量和两表面之间的净辐射热流量12329三、特例有2个未知量1.某

6、一表面为黑表面（３表面）黑体的表面热阻为零。2.重辐射面（绝热面）热阻为０热流为０仍有３个未知量30例：一房间，地板T1=293K，天花板T2=286K，四周墙壁绝热，黑度均为0.8。求：（1）地板与天花板之间热交换（2）墙壁温度２１３31例4.7：一房间，地板T1=293K，天花板T2=286K，四周墙壁绝热，黑度均为0.8。求：（1）地板损失的热流量（2）墙壁温度２１３解：(1)32地板损失的热流量：（２）331、吸收比、反射比、穿透比、光谱辐射力、总辐射力、定向辐射强度第4章小结：2、黑体辐射基本定律（planck’slaw,Wien’sdisplaceme

7、ntlaw,Stefan-Boltzman’slaw,Lambert’slaw)3、发射率，吸收比，灰体，基尔霍夫定律4、角系数的计算。5、有效辐射。投入辐射、自身辐射、6、表面热阻、空间热阻。7、两表面和多表面辐射换热系统的计算。34第4章结束！35