浙江大学化工原理(过程工程与控制乙) 2009ppe-chap4_3.ppt

2009 2 8 zhumingqiao 第四章热量传递基础 Chapter4Fundamentalsofheattransfer 4 4辐射传热 heattransferbyradiation 4 4 1基本概念4 4 2物体的辐射能力 emissivepowerfromasurface 4 4 3两灰体间的辐射传热 radiationheattransferbetweentwogreysurfaces 4 4 4两灰体组成的封闭体系的辐射传热速率Q1 2的计算 rateofheattransferbyradiationbetweentwogreysurfacesinenclosedsystem 4 4 5暴露在空气中的设备的热损失计算 heatloss 2009 2 8 zhumingqiao 4 4辐射传热 heattransferbyradiation 4 4 1基本概念 一 什么是辐射传热 热辐射线波长在0 4 m 40 m 属可见光 红外线 二 吸收率 发射率 透过率 absorptivity reflectivity transmissivity 2009 2 8 zhumingqiao 4 4辐射传热 4 4 1基本概念 三 黑体 白体 透热体 灰体 透热体 如单原子或对称双原子构成的气体 H2 O2 He等等 灰体 以相同的吸收率吸收所有波长的热辐射能的物体 如工业用的大多数固体材料 Blackbody whitebody greybody Diathermanousbody 2009 2 8 zhumingqiao 4 4 2物体的辐射能力 辐射能力 单位时间 单位面积上对所有波长辐射线的辐射能量 用E表示 单位W m2 根据普朗克量子理论 一 黑体的辐射能力Eb emissivepowerfromasurface Planck sdistributionlaw Stefan Boltzmannlaw 2009 2 8 zhumingqiao 4 4 2物体的辐射能力 黑度 或辐射率 emissivity 属物性 与材料性质和温度 压力 浓度等有关 三 与a的关系 可希霍夫定律 emissivepowerfromasurface Kirchoff slaw 2009 2 8 zhumingqiao 4 4 3两灰体间的辐射传热 影响角系数的因素 两物体间的距离 两物体表面积 两物体的放置角度等 一 角系数 viewfactors 辐射能被拦截的百分数 用 12 21表示 radiationheattransferbetweentwogreysurfaces 2009 2 8 zhumingqiao 思考 如图 两相距很近的无限大平板 角系数为多少 4 4 3两灰体间的辐射传热 角系数的性质 1 相对性 2 完整性 如图 由N个面组成的闭合体 任一面的所有角系数之和为多少 3 加和性 radiationheattransferbetweentwogreysurfaces 2009 2 8 zhumingqiao 4 4 3两灰体间的辐射传热 二 两灰体间的辐射传热速率的计算 投入辐射 W m2 有效辐射 W m2 几个概念 radiationheattransferbetweentwogreysurfaces rateofheattransferbyradiationbetweentwogreysurfaces 2009 2 8 zhumingqiao 二 两灰体间的辐射传热速率的计算 Netradiation 2009 2 8 zhumingqiao 4 4 4两灰体组成的封闭体系的辐射传热速率Q1 2的计算 对两灰体组成的封闭体系 1 又 rateofheattransferbyradiationbetweentwogreysurfacesinenclosedsystem 2 利用加和定理整理式1 2 得 对两足够大平行板 1 2 1 A1 A2 故 特例1 2009 2 8 zhumingqiao 4 4 4两灰体组成的封闭体系的辐射传热速率Q1 2的计算 思考 写出两无限大平行平板之间平行插入第三块板时的辐射传热量计算式 如图所示 rateofheattransferbyradiationbetweentwogreysurfacesinenclosedsystem 2009 2 8 zhumingqiao 对比 两无限大平行平板之间的辐射传热速率与平行插入第三块板时的辐射传热速率 2009 2 8 zhumingqiao 2009 2 8 zhumingqiao 4 4 5暴露在空气中的设备的热损失计算 其中 Calculationsofheatlossoftheequipmentintheair 例4 3某车间内有一高度为0 5m 宽度为1m的铸铁炉门 已氧化 其表面温度为500 室温为25 为了减少炉门的辐射散热 在距离炉门30mm处放置一块与炉门同样大小的铝质遮热板 已氧化 试计算放置遮热板前后炉门因辐射而散失的热量 解 铸铁炉门与车间四壁或遮热板之间的辐射传热可按灰体表面间的辐射传热计算 由表4 6查得铸