化工原理电子课件(北京化工大学)_(11)

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1、4.5热辐射4.5.1基本概念4.5.2物体的辐射能力4.5.3两固体间的相互辐射4.5.4高温设备及管道的热损失14.5.1基本概念1.辐射：物体通过电磁波来传递能量的过程。2.热辐射：物体由于热的原因以电磁波的形式向外发射能量的过程。特点：能量传递的同时还伴随着能量形式的转换；不需要任何介质。2QRQDQANQ能量守恒定律：式中——吸收率；——反射率；——穿透率。3.热辐射对物体的作用总能量Q；被物体吸收QA；被反射QR；穿过物体QD3黑体：白体（镜体）：透热体：A,R,D=f(物体性质、温度、表面、辐射波长）灰体：指能以相同的吸收率吸收所有波长的辐射能的物体。固体、液体：D=0R+

2、A=1气体：R=0A+D=144.5.2物体的辐射能力物体在一定温度下，单位表面积，单位时间内所发射的全部辐射能（波长从0到），W/m2。物体的单色辐射能力：物体在一定温度下，发射某种波长的能力；以E表示，单位W/m3。辐射能与单色辐射能的关系：普朗克定律5式中0──黑体辐射常数，=5.67×10-8W/(m2.K4)；C0──黑体辐射系数，=5.67W/(m2.K4)斯蒂芬-波尔茨曼定律一、黑体四次方定律表明，热辐射对温度特别敏感。6二、实际物体物体的黑度：<1物体的黑度：物体的种类、表面温度、表面状况、波长。是物体辐射能力接近黑体辐射能力的程度。式中C——灰体的辐射系数，C

3、=5.669W/(m2.K4)三、灰体7四、克希霍夫定律T1>T2A1A2=1对灰体:热交换达到平衡时T1=T2,Q=0任意物体:E1E0（1-A1）E0A1E0Ⅰ灰体Ⅱ黑体克希霍夫定律8结论：（1）任何物体的发射能力与吸收率的比值均相同，且等于同温度下绝对黑体的发射能力。物体的发射能力越强，其吸收率越大。（2）A=即同温度下，物体的吸收率与黑度在数值上相等。（３）Ａ＜１，Ｅ＜Ｅ０，即在任何温度下，各种物体中以绝对黑体的发射能力为最大。9一、两无限大平行灰体壁面间的相互辐射4.5.3两固体间的相互辐射10设T1>T2E1、E2——1、2面在温度T1、T2下的发射能力；E1’、E2’—

4、—1、2面发射的总能量。两平面间单位面积的辐射热量：11将代入：——总发射系数12式中A——平面的传热面积；1-2——角系数(物体1发射辐射能被2拦截分率)。两平面的面积有限时：13二、一物体被另一物体包围时的辐射14讨论：1）很大的物体2包住物体1：2）物体2恰好包住物体1：3）情况1和2间的情况：A=A1A=A1A=A115三、影响辐射传热的因素1.温度的影响ＱT4，低温时可忽略，高温时可能成为主要方式2.几何位置的影响3.表面黑度的影响Ｑ，可通过改变黑度的大小强化或减小辐射传热。4.辐射表面间介质的影响减小辐射散热，在两换热面加遮热板（黑度较小的热屏）。164.5.4高温

5、设备及管道的热损失对流散热：辐射散热：令=1总热损失：式中T——对流-辐射联合传热系数，W/(m2.K)。17空气自然对流，当tW<150C时平壁保温层外(2)空气沿粗糙壁面强制对流空气速度u<=5m/s时管道及圆筒壁保温层外空气速度u>5m/s时18