材料工程基础-第7讲-气体辐射)

1、LOGO材材料料工工程程基基础础 第二章第二章 传传 热热 学学 Heat transferHeat transfer Company Logo 洛阳理工学院洛阳理工学院辐射换热的强化：辐射换热的强化：(1)(1)提高高温物体的温度；提高高温物体的温度；(2)(2)增大高温物体的面积；增大高温物体的面积；(3)(3)采用较大辐射率（黑度）的材料采用较大辐射率（黑度）的材料。辐射换热的消弱：辐射换热的消弱：（1 1）降低角系数降低角系数；（2 2）加入遮热板，增加空间热阻加入遮热板，增加空间热阻。 Company Logo 洛阳理工学院洛阳理工学院遮热板指插入两个辐射换热遮热板指插入两个辐射换热

2、表面之间以削弱辐射换热的薄板，表面之间以削弱辐射换热的薄板，其实插入遮热板相当于降低了表其实插入遮热板相当于降低了表面发射率面发射率。 削弱辐射换热方式之一削弱辐射换热方式之一 Company Logo 洛阳理工学院洛阳理工学院 辐射表面和金属板的温度、吸收比如图所示。辐射表面和金属板的温度、吸收比如图所示。Company Logo 洛阳理工学院洛阳理工学院为讨论方便，设平板和金属薄板都是灰体，并且为讨论方便，设平板和金属薄板都是灰体，并且123稳态时有稳态时有: :2, 33 , 12,212, 123323113)(21)()(qqqEEqEEqEEqbbbbbb 可见，与没有遮热板时相比

3、，辐射换热量减小了一半。可见，与没有遮热板时相比，辐射换热量减小了一半。Company Logo 洛阳理工学院洛阳理工学院削弱辐射换热的方式之二削弱辐射换热的方式之二 Company Logo 洛阳理工学院洛阳理工学院 本节将简要介绍气体辐射的特点、换热过程及其处理本节将简要介绍气体辐射的特点、换热过程及其处理方法。方法。 在工程中常见的温度范围内，在工程中常见的温度范围内， 和和 具有很强具有很强的吸收和发射热辐射的本领，而其他的气体则较弱。的吸收和发射热辐射的本领，而其他的气体则较弱。2COOH2 (1) (1) 气体辐射对波长具有选择性。它只在某谱带内具有气体辐射对波长具有选择性。它只在

4、某谱带内具有发射和吸收辐射的本领，而对于其他谱带则呈现透明状态。发射和吸收辐射的本领，而对于其他谱带则呈现透明状态。 Company Logo 洛阳理工学院洛阳理工学院 和和 的主要吸收谱带的主要吸收谱带2COOH2(2) (2) 气体的发射和吸收是在气体层内实现的。气体的发射和吸收是在气体层内实现的。当热辐射进入吸收性气体层时，因沿途被气体吸收而衰减。当热辐射进入吸收性气体层时，因沿途被气体吸收而衰减。Company Logo 洛阳理工学院洛阳理工学院光谱辐射穿过气体层时的衰减光谱辐射穿过气体层时的衰减 ),(plTfAgg气体辐射率和吸收率与气气体辐射率和吸收率与气体的温度体的温度Tg气层

5、厚度气层厚度lg与与气体分压气体分压Pg乘积有关乘积有关 （3）气体的）气体的R0，A+D1 。Company Logo 洛阳理工学院洛阳理工学院4.4.气体的黑度气体的黑度 和吸收率和吸收率5.33/1)100()(07.422ggCOCOTlPE36.08.0)100)(07.422ggOHOHTlPE0EEgg0EECompany Logo 洛阳理工学院洛阳理工学院40402)100()100(222gOHOHgCOCOTCETCE),()100()(07. 4222031gCOgggCOCOlPTfTClP)()100()(07. 422206 . 08 . 0gOHgggOHOHlP

6、TfTClP修正：修正：即即:烟气的黑度烟气的黑度 ：OHCOg22OHOHCO222据公式画出二氧化碳的黑度和水蒸气的黑度图 ，使用时直接查图。Company Logo 洛阳理工学院洛阳理工学院（2 2）气体的吸收率）气体的吸收率 烟气的吸收率烟气的吸收率 ：AAAAOHOHCOg222条件黑度：条件黑度：65. 0)(22wgCOCOTTA)( ,22gwgCOwCOTTlPTf据CO2的黑度图查得45. 0)(22wgOHOHTTA)( ,22gwgOHwOHTTlPTf据H2O的黑度图查得OHOHCOAAA222近似计算可不修正Company Logo 洛阳理工学院洛阳理工学院4.4.

7、4.3火焰辐射火焰辐射 （1）净化的气体燃料完全燃烧时，烟气的主要成分是）净化的气体燃料完全燃烧时，烟气的主要成分是CO2、H2O和和N2，固体微粒很小，可用上述气体辐射公式计固体微粒很小，可用上述气体辐射公式计算其黑和吸收率。算其黑和吸收率。 （2）有灰分的燃料燃烧或无灰分的燃料不完全燃烧时，）有灰分的燃料燃烧或无灰分的燃料不完全燃烧时，不仅有气体辐射，同时还存在固体微粒的辐射，并且微粒不仅有气体辐射，同时还存在固体微粒的辐射，并且微粒起决定性作用。起决定性作用。 （3）影响火焰中微粒的数量的因素）影响火焰中微粒的数量的因素 燃料种类、燃烧方法、窑炉形状及大小、供应空气的数燃料种类、燃烧方法、窑炉形状及大小、供应空气的数量及方式量及方式Company Logo 洛阳理工学院洛阳理工学院4.4.4.4气体与固体间的辐射传热气体与固体间的辐射传热 （1 1）烟气与器壁间的辐射传热）烟气与器壁间的辐射传热 wwgggwgwFTATCQ)100()100(440器壁的有效黑度：21ww当TwTg时，近似地采用Agg wwggwgwFTTCQ)100()100(Company Logo 洛阳理工学院洛阳理工学院（2 2）烟气与被加热物料间的辐射传热）烟气与被加热物料间的辐射传热