辐射换热2011ppt课件

1 传热学 第四章辐射换热 2 一 热辐射的本质和定义 第四章辐射换热 4 1热辐射的基本概念 定义 由热运动产生的 以电磁波形式传递的能量 T 2000K0 38 100 m 可见光0 38 0 76红外0 76 20 m 太阳T 5800K0 2 2 m 可见光占大比例 3 二 吸收 反射和穿透 热一定律 吸收比 反射比 穿透比 取决于物体特性 温度 表面状况 投入辐射 对于大多数的固体和液体 注意 成立条件为针对同一辐射 对于不含颗粒的气体 4 三 理想物体 2 白体 镜体 3 透明体 注意 1 黑体 白体 透明体是对热射线而言的 非可见光 1 黑体 镜面反射 漫反射 例如 雪对可见光 对红外线 5 黑体 人工黑体b black 4 2黑体辐射的基本定律 1 光谱辐射力 二 基本概念 单位时间内 单位波长范围内 包含某一给定波长 物体的单位表面积向半球空间发射的能量 2 总辐射力E 单位时间内 物体的单位表面积向半球空间发射的所有波长的能量总和 6 4 定向辐射强度L 9 3 斯忒藩 玻耳兹曼定律Stefan Boltzman slaw 4 兰贝特定律Lambert slaw 黑体的定向辐射强度为常数 10 4 3实际物体的辐射与吸收特性 黑度 半球总黑度 物体表面的发射率取决于物质种类 表面温度和表面状况 11 二 吸收比 如 温室效应 1 光谱吸收比 非导电体材料的光谱吸收比同波长的关系 2 总 吸收比 物体表面的吸收比取决于吸收表面与发射表面的物质种类 表面温度和表面状况 三 灰体 graybody 定义 12 物体表面对黑体辐射的吸收比与温度的关系 13 四 Krichhoff slaw 热平衡 2 表面 成立条件 1为黑体 热平衡 1859年 板1 黑体 板2 任意物体 1 2 1o善于辐射的物体也善于吸收 黑体辐射力Eb最大 也最大 2o灰体 推论 14 一 定义 对于灰表面 角系数是几何因子 4 4角系数 二 角系数的计算 2 查图3 代数法 1 积分法 15 角系数性质 1 相对性 互换性 2 完整性 对于封闭系统 角系数的完整性 3 可加性 注意 角系数的可加性 16 4 等值性 5 非凹面 例4 1求X21 X11 17 例4 2求X12 X21 X22 X11 18 例4 3三个非凹表面 19 例4 4 求 作辅助面3 例4 5 某圆柱形内封闭空腔如右图 1为底面 2为顶面 3为侧面 圆柱体底面 顶面直径等于其高度 求 角系数X12 X33 20 角系数测量仪 21 一 两黑表面间辐射换热 4 5两被透明介质隔开的固体表面的辐射换 黑表面1和2之间的辐射换热量为 空间热阻 22 二 两灰表面间辐射换热 两灰表面 两黑表面 23 自身辐射 E1投入辐射 G1有效辐射 1 有效辐射 投入辐射 自身辐射 2 表面的净辐射 表面热阻 24 3 两灰表面辐射换热 若1为非凹表面 若1为非凹表面 而且 若1为非凹表面 25 三 遮热板 26 解 稳态时 遮热罩抽气式热电偶 27 网络法 4 6多表面系统辐射换热计算 必须满足漫灰面 等温 物性均匀的条件 一 基本概念 表面热势差 表面辐射热阻 空间热势差 空间辐射热阻 28 二 求解步骤1 画等效网络图 2 列节点方程 29 3 求解方程组 得 4 计算每个表面的净辐射热流量和两表面之间的净辐射热流量 30 三 特例 有2个未知量 1 某一表面为黑表面 表面 黑体的表面热阻为零 2 重辐射面 绝热面 热阻为 热流为 仍有 个未知量 31 例 一房间 地板T1 293K 天花板T2 286K 四周墙壁绝热 黑度均为0 8 求 1 地板与天花板之间热交换 2 墙壁温度 32 例4 7 一房间 地板T1 293K 天花板T2 286K 四周墙壁绝热 黑度均为0 8 求 1 地板损失的热流量 2 墙壁温度 解 1 33 地板损失的热流量 34 1 吸收比 反射比 穿透比 光谱辐射力 总辐射力 定向辐射强度 第4章小结 2 黑体辐射基本定律 planck slaw Wien sdisplacementlaw Stefan Boltzman slaw Lambert