辐射换热习题PPT课件

1、 例1： 秋天的夜晚，天空晴朗，室外空气温度为2 C，太空背景辐射温度约为3 K。有一块钢板面向太空，下面绝热。如果板面和空气之间对流换热的表面传热系数为10 W/(m2 K)，试计算钢板达到稳态时的温度。 解：假定钢板的黑度为1，稳态时温度为t。 单位面积钢板和空气的对流换热量： 单位面积钢板和太空的辐射换热量： 达到稳态时，q1=q2 计算得 t = -20.9 C1102fqh ttt444842()1 5.67 102733sqTTt 第六节 辐射换热第1页/共11页 例2： 在晴朗的夜晚，天空的有效辐射温度可取为-70 C。假定无风且空气与聚集在草上的露水间的对流表面传热系数为28

2、W/(m2 K)。试计算为防止产生霜冻，空气必须有的最低温度。计算时略去露水的蒸发作用，且草与地面间无导热，取水的发射率为1.0。 解：为避免霜冻，必须满足 露水温度T10(273K) 。 经计算可得 T空气 =280.8K=7.8 C第六节 辐射换热第2页/共11页 例3 ：有两块平行放置的大平板，板间距远小于板的长度和宽度，温度分别为400 C和50 C，表面发射率均为0.8，试计算两块平板间单位面积的辐射换热量。 解：根据题意，A1=A2=A，X1,2=X2,1=1.0441212121,21212()111111bbEETTqA84421,25.67 10 (673323 )7343.

3、03W/m1110.80.8q第六节 辐射换热第3页/共11页 例4：如果在上题中的两块平板之间放一块表面发射率均为0.1的遮热板3，而两块平板的温度维持不变，试计算加遮热板后这两块平板之间的辐射换热量。 解：加入遮热板后，有4个表面热阻和2个空间热阻组成。 单位面积的辐射热阻： 空间辐射热阻： 总热阻： 辐射换热量：25. 08 . 08 . 011113311 0.190.12211 0.80.250.8， 1,33,2111XX448442121,2()5.67 10 (673323 )537.3W/m20.5biTTqr0.25 12 9 1 0.2520.5ir 第六节 辐射换热第4

4、页/共11页 例5：在四周墙壁温度为38的房间内，有一长6m、直径为12.5cm的水平管道，管道的外壁温度为150。房间内的空气温度为20，压力为1atm。若管道外壁表面的发射率 1=0.7，试计算该管道的总散热损失？ 解：依题意：L=6m d=12.5cm=0.125m T1=Tw=150=423K T2=Ts=38=311K Tf =20=293K( p=1atm） A1= dL=2.356m2c1wf(Pr)mmmnNuC GrAhTT 自然对流 44r1112 1.0 01,212XAAATT cr229621194415 W 复合换热= =对流换热+ +辐射换热第5页/共11页（co

5、mbined convection and radiation heat transfer） 最常见：最常见： 例：室内的供暖管线、 暖气片的散热、 室外热力管线的散热、 人体表面的散热等。第六节 辐射换热第6页/共11页复合换热中，两种热量传递方式是并联的关系tcr ccwfh A TT rrwfh A TT 式中，hr习惯上称为辐射换热系数。tWfcrWfA AhhhTTTT 第六节 辐射换热第7页/共11页辐射换热系数的计算式44WsrWfTThTT44rWsATT rrwfhA TTv r根据固体表面及所处环境的特点进行计算。v当作为非凹表面的固体壁面位于温度为Ts的大封闭空腔内时， 如房间内的热水管线等v若环境辐射温度Ts未知，在相差不大的情形下，可近似取：TsTf 。第六节 辐射换热第8页/共11页 是否考虑辐射换热，应根据具体情况而定：是否考虑辐射换热，应根据具体情况而定： 若流体是液体，通常认为液体是辐射不透明体，这时hr0； 若气体与壁面间进行受迫对流传热，且换热温差不是很大