耦合brdf壁面一维非灰气体辐射传热研究

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1、分类号学号M201270873学校代码10487密级硕士学位论文耦合BRDF壁面一维非灰气体辐射传热研究学位申请人：陶光春学科专业：热能工程指导教师：程强副教授答辩日期：2015年5月20日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyoftheone-dimensionalnon-graygasesradiativeheattransfercoupledwithBRD

2、FwallCandidate:TaoGuangchunMajor:ThermalEngineeringSupervisor:Assoc.Prof.ChengQiangHuazhongUniversityofScience&TechologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和

3、集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：年月

4、日年月日华中科技大学硕士论文摘要辐射换热作为一种基本的传热方式广泛存在于各类工程技术领域中，例如电力、气象、航空、化工等，出现了大量与红外辐射特性及传热相关的问题，准确的把握气体辐射特性是求解辐射传递过程的关键。同时，在实际辐射换热系统中，实际材料表面的辐射特性往往不能简单假设为黑体或漫灰体亦或镜反射体，材料表面的双向反射分布函数（BidirectionalReflectanceDistributionFunction,BRDF）描述光在其表面的发射和反射问题方面有一定的优势，这对精确计算气体辐射传热具

5、有重要的意义。本文所作的主要工作如下：应用统计窄谱带模型SNB和离散坐标法DOM计算非灰气体在不同壁面条件下的辐射传热，研究了板间距、介质浓度、不同介质等条件下，BRDF壁面与黑体壁面和漫灰体壁面在计算气体辐射传热方面带来的影响。首先研究了不同板间距下壁面漫灰体时气体的辐射热源和净辐射热流，结果显示随着板间距减小，热源在左右壁面附近变化就愈剧烈，在这种情况下，不同的壁面条件引起的热源和热流分布的误差会更大。然后也分别研究了壁面为漫灰体时介质浓度、不同介质下的传热计算，所得结果表明随着气体介质浓度的升高，

6、介质的放热量变大，同一浓度下水蒸气吸收能力最强，二氧化碳次之，一氧化碳最小。最后选择Minnaert模型作为BRDF函数，计算壁面分别为黑体、漫灰体、灰性BRDF壁面以及非灰BRDF壁面时不同板间距、不同介质浓度条件下的辐射传热，发现在平行平板间距减小时，介质的吸收作用也随之减小，到达壁面的辐射强度多，这个时候，四种不同的壁面条件所得到的热源差异较越大，热流分布亦是如此。在随着介质的浓度升高，介质的吸收能力虽然增强，但同时介质发出的辐射能也增大，使得到达壁面的辐射强度也随之增大，此时不同的壁面带来的差异

7、也很大，所以准确的把握壁面辐射特性在辐射传热计算分析中就显得尤为重要。研究了空气燃烧和富氧燃烧时耦合BRDF壁面的气体辐射换热计算。分别计算干烟气循环和湿烟气循环两种烟气循环下四种不同壁面对气体辐射换热的影响，结果表明，简单的壁面辐射特性假设在计算热源和热流分布时会带来很大的误差，而且随着I华中科技大学硕士论文辐射参与性气体浓度的升高，误差会更大。关键词：BRDFSNBDOM辐射热源富氧燃烧II华中科技大学硕士论文AbstractAsafundamentalheattransferway,radiati

8、veheattransferiswidelypresentedinvariousengineeringandtechnicalfields,suchasinelectric,meteorological,aerospace,chemicalandetc.,manyproblemswhicharerelatedtoinfraredradiationcharacteristicsareemerged,theaccuratelypredictth