辐射传热的计算ppt课件.ppt

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1、一、组成辐射网络的基本热阻（1）表面辐射热流（2）空间辐射热流知识回顾：二、漫灰表面之间辐射换热的网络求解法①两漫灰表面构成封闭空间的辐射换热系统黑度：a）一凸形/平漫灰表面被另一漫灰表面包围。b）凸形漫灰表面对大空间。c)两紧靠平行表面，即A1/A21，X1,2=1。Eb1Eb2Eb3J1J2J3三个漫灰表面构成封闭空间的辐射换热节点1：节点2：节点3：a）一表面为黑体。两特殊情形：Eb1Eb2J1J2J3=Eb3表面3为黑体节点1：节点2：Eb1Eb2J1J2J3=Eb3表面3绝热b）一表面绝热。9-35：设有如附图所示的几何体，半球表面是绝热的，底面被一直径（D＝0.2m）分为1、

2、2两部分。表面1为灰体，T1=550K,ε=0.35，表面2为黑体，T2=330K。试计算表面1的净辐射损失及表面3的温度。Eb1Eb2J1J2J3Eb3=Eb3=Eb23绝热，D＝0.2m。T1=550K,ε=0.35，2为黑体，T2=330K。计算Φ1及T3的温度。Eb1J1J2J3=Eb3=Eb23绝热，D＝0.2m。T1=550K,ε=0.35，2为黑体，T2=330K。计算Φ1及T3的温度。Eb1J1J2J3=Eb3=Eb2第九章辐射传热的计算§9-1辐射传热的角系数§9-2两表面封闭系统的辐射传热§9-3多表面系统的辐射传热§9-4气体辐射的特点及计算§9-5辐射传热的控制§9

3、-6综合传热问题分析工业上常见的温度范围内，氧、氮、氢等分子结构对称的双原子气体，可认为是热辐射的透明体。辐射性气体主要有：二氧化碳、水蒸气、二氧化硫、甲烷、氟里昂等三原子、多原子及结构不对称的双原子气体（一氧化碳）。§9-4气体辐射的特点及计算1.对波长的选择性辐射性气体只在某些特定波段具有辐射和吸收本领。§9-4气体辐射的特点及计算一、气体辐射的特点CO2的主要辐射光带：H2O的主要辐射光带：CO2和H2O的主要吸收谱带§9-4气体辐射的特点及计算2、容积性投射到气体层界面上的辐射能在辐射行程中逐渐被吸收，同时界面上所感受到的辐射为整个容积的总辐射。因此，气体的吸收和发射与辐射在气体中

4、穿行的距离长短（通常叫行程）以及气体分子的密度有直接关系。而气体的密度则取决于它的温度和分压力。二、气体辐射的衰减规律三、气体辐射的光谱吸收比、光谱发射率四、气体的发射率εg和吸收比αg五、气体与包壁的辐射传热§9-4气体辐射的特点及计算二、气体辐射的衰减规律§9-4气体辐射的特点及计算贝尔定律给出了光谱辐射强度在吸收性气体中传播时的衰减规律。——Beer定律Kλ为光谱衰减系数，m-1，它取决于物体的种类、密度和波长。s为射线行程。从不同方向到表面的射线行程各不相同，为此用当量半球的半径作为平均射线行程，用s表示。几种典型几何容积的S见表9-3。对任意几何形状的情况，可按下式计算：V:气体

5、容积;A:包壁面积§9-4气体辐射的特点及计算§9-4气体辐射的特点及计算是厚度为s的气体层的单色穿透比三、气体辐射的光谱吸收比、光谱发射率根据Kirchhoff定律，光谱发射率为分压P、温度T、射线行程s四、气体的发射率εg和吸收比αg§9-4气体辐射的特点及计算εg除了与s有关外，还与气体的温度和气体的分压力有关，于是我们有如下关系：利用上面的关系，可以采用试验获得εg，图8-20给出了PH2O=0时的水蒸气发射率的图线。图8-21则是其修正系数。水蒸气的发射率为：图8-20图8-21修正系数对于CO2:图8-22图8-23修正系数同时有水蒸气和二氧化碳时,气体的总发射率按下式计算:§

6、9-4气体辐射的特点及计算2.气体的吸收比αg式中修正系数和与发射率公式中的处理方法相同，而，和的确定可以采用下面的经验公式五、气体与包壁的辐射传热§9-4气体辐射的特点及计算1.气体与黑体外壳之间的辐射换热公式故2.气体与灰体外壳之间的辐射换热公式考虑第一次吸收，辐射传热量例2：在太阳系中，地球和火星距太阳的距离相差不大，但为什么火星表面温度昼夜变化却比地球要大得多？强化辐射换热的主要途径：（1）增加发射率；（2）增大面积A；（3）增加角系数。削弱辐射换热的主要途径：（1）降低发射率；（2）降低角系数/减小表面A；（3）加入遮热板。§9-5辐射换热的强化与削弱遮热板是指两个辐射换热表面之

7、间插入用以削弱辐射换热的薄板，其实质相当于降低了表面发射率。T1ε1AT2ε2AT3,ε3,A遮热板§9-5辐射换热的强化与削弱T1ε1AT2ε2AT3,ε3,A遮热板Eb1Eb2加入平板3后：Eb1Eb23§9-5辐射换热的强化与削弱T1ε1AT2ε2AT3,ε3,A没有遮热板时：加入遮热板后：如果所有平板的黑度均相同，即ε1=ε2=ε3=ε：§9-5辐射换热的强化与削弱例3：有两块无限大平板，其发射率分别为0.3和0