第6章 辐射及辐射传热ppt课件.ppt

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1、6-3黑体表面间的辐射换热了解了黑体的辐射规律之后，需要对黑体表面间的辐射换热进行计算首先看两个表面间的辐射传热的计算6.3.1黑体间辐射换热的计算（上）任意放置的两个黑体表面:——面积－A1、A2——温度－T1、T2如何计算它们的传热量？表面1发出的辐射能－Eb1A1表面2发出的辐射能－Eb2A2二者相减是不是它们之间的换热量？为什么？6.3.1黑体间辐射换热的计算（上）6.3.1黑体间辐射换热的计算（上）在表面面积、温度确定的条件下，表面1发出的辐射能未必全部落到表面2上，同样表面2发出的辐射能未必全部落到表面1上表面相对位置不同，黑体发出的辐射能落到对

2、方上的数量是不同的——因为表面是向其上的半球空间发射的6.3.1黑体间辐射换热的计算（上）两种极端的情形6.3.1黑体间辐射换热的计算（上）大多数情况是介于二者之间的特殊情形要计算两个表面之间的净换热量，必须知道表面1发出的辐射能落到2上部分，表面2发出的辐射能落到1中的部分6.3.1黑体间辐射换热的计算（上）角系数：离开某一表面1的辐射能落到另一表面2上的份额，称为表面1对表面2的角系数以X1,2表示，其中1表示发射辐射能的表面，2表示接受辐射能的表面同样可定义X2,1从表面1发出的并落到表面2的辐射能为从表面2发出的并投落到表面1的辐射能为两个表面以辐射

3、的方式交换的热量为角系数怎么得到？6.3.1黑体间辐射换热的计算（上）6.3.2角系数及计算1角系数的定义式角系数的英文是：Anglefactor,Viewfactor,radiationshapefactor根据角系数和定向辐射强度的定义，并利用兰贝特定律6.3.2角系数及计算1角系数的定义式（1）角系数纯是几何因子——条件：漫射表面、表面温度均匀（不均匀应看成不同表面）取决于两个物体表面的几何形状、大小和相对位置与物体的种类、温度、表面状况均没有关系，也与物体表面是否为黑体表面无关6.3.2角系数及计算2角系数的性质（2）有限性（3）互换性原理（相对性）

4、-Reciprocity6.3.2角系数及计算2角系数的性质（4）完整性任何物体都与其它所有参与辐射换热的物体构成一个封闭空腔，表面发出的辐射能百分之百地落在封闭空腔的各个表面之上6.3.2角系数及计算2角系数的性质（5）可加性实质上是辐射能的可加性，体现了能量守恒此式成立否？6.3.2角系数及计算1角系数的性质——此式不成立！直接的可加性只针对角系数的第二个角码对第一个角码实施可加性时需要考虑各自的面积6.3.2角系数及计算1角系数的性质角系数的确定方法有多种,有：直接积分法、查曲线法、代数法等（1）直接积分法—按角系数定义通过求解多重积分而获得角系数的方

5、法四重积分，数学上存在困难！6.3.2角系数及计算3角系数的计算（2）代数分析法－利用角系数的定义及性质,通过代数运算确定角系数的方法——互换性——完整性6.3.2角系数及计算3角系数的计算（a）由三个非凹表面组成的封闭系统，在垂直于纸面方向上为无限长，忽略端部效应非凹表面根据角系数的完整性6.3.2角系数及计算3角系数的计算（a）由三个非凹表面组成的封闭系统，在垂直于纸面方向上为无限长，忽略端部效应根据角系数的互换性6.3.2角系数及计算3角系数的计算角系数的完整性角系数的互换性6.3.2角系数及计算3角系数的计算6.3.2角系数及计算3角系数的计算（b）

6、由两个在垂直于纸面方向无限长的非凹表面1、2,横断面的线段长度分别为ab、cd作辅助面ac、bd，由完整性作辅助面bc构造封闭空腔abc作辅助面ad构造封闭空腔abd6.3.2角系数及计算3角系数的计算这种确定角系数的方法称为交叉线法6.3.2角系数及计算3角系数的计算（c）几种特殊几何关系的角系数平行放置、相距很近的两个大平板－忽略边缘效应凸表面1被另一黑体凹表面2包围，教桌表面与整个房间壁面间、一个小球置于另一个球壳之内、长的同（偏心）心套筒的内筒的外表面和外筒的内表面之间6.3.2角系数及计算3角系数的计算（c）几种特殊几何关系的角系数6.3.2角系数

7、及计算3角系数的计算（3）查图法——为便于工程应用，已将大量几何结构的角系数求解结果绘制成曲线注意：曲线适用的表面在几何形状及方位上的要求——可查阅传热学手册、辐射传热手册6.3.2角系数及计算3角系数的计算确定了角系数之后，结合斯蒂芬-波尔兹曼定律可以很方便的求出两个黑体表面之间的净换热量6.3.3黑体表面间辐射传热的计算（下）写成电学中欧姆定律表达式的形式相当于电阻,称为空间辐射热阻6.3.3黑体表面间辐射传热的计算（下）辐射传热计算中涉及到两个热量：——两个表面之间的换热量——某个表面的净损失（得到）的热量这两个热量是一回事吗？如果只有两个黑体表面之间

8、辐射传热，表面间的热流量既是表面1净损失的热量，也是