浙工大2017高等传热辐射课堂测试及答案

1、2017浙工大高等传热学辐射课堂测试及答案其中是必做题，其它任选2道。淤黑体辐射具有漫射特性，如何理解从黑体模型（温度均匀的空 腔器壁上小孔）发出的辐射能也具有漫射特性答：空间内壁壁面不一定是黑体辐射，之所以小孔呈现出黑体特 性，是因为辐射在空腔内经历了很多次吸收和反射过程，使离开 小孔的能量微乎其微为什么计算一个表面与外界之间的净辐射传热量时要采用封闭 腔的模型？答：因为任一表面与外界的辐射换热包括了该表面向空间各个方 向发出的辐射能和从各个方向投入到该表面上的辐射能。燃用气、液、固体燃料时火焰辐射特性。答：燃料的燃烧反应属于比较剧烈的化学反应。由于燃烧温 度较高，而且燃料的化学成分一般都比

2、较复杂，所以燃烧反应的 过程是非常复杂的过程，一般的燃料燃烧时火焰的主要成分还有 C02、H20、N2、02等，有的火焰中还有大量的固体粒子。火焰中 还存在大量的中间参悟。在不同的工况下，可能有不同的中间产 物和燃烧产物。火焰的辐射光谱是火焰中的各种因素作用的结果。燃烧中间产物或燃烧产物受火焰加热，要对外进行热辐射。在火 焰的高温环境下，固体粒子的辐射光谱多为热辐射的连续光谱， 而气体分子的发射光谱多为分段的发射或选择性吸收。此外，还 有各物质的特征光谱对火焰的辐射的影响。在工业火焰的温度水 平下，氧、氢等结构对称的双原子分子没有发射和吸收辐射的能 力，它们对于火焰光谱的影响比较小。而C02和

3、H20等结构不对 称的分子以及固体粒子对火焰光谱的影响起主导作用。在火焰中 大量的中间产物虽然存在时间很短，但对火焰辐射光谱也有一定 的影响。试述强化气体辐射的各种方法。答：气体辐射的特点有：不同种类的气体的辐射和吸收能力各不相 同；气体辐射对波长具有强烈的选择性；气体的辐射和吸收是在 整个容积中进行的，辐射到气体层界面上的辐射能在辐射行程中被吸 收减弱，减弱的程度取决于辐射强度及途中所遇到的分子数目。气体 的辐射和吸收是气层厚度L、气体的温度T和分压p (密度)的函数， f(T,pL)。由贝尔定律可知，单色辐射在吸收性介质中传播时其强度 按指数递减。由上述可知，强化气体辐射的方法有:提高气体

4、的温度； 减小气体层的厚度，；选择三原子、多原子及结构不对称的双原子气 体；减小气体的分压。黑体的辐射温度需要多高才能有四分之一的辐射在可见光范围 内？答：可见光的波段范围是0.38-0. 76 Um,普朗克定律为：EhX = Ce1-其中：& = 2nhCQ = 3.7417749 X W16W-m2；C. = 0= 1.4388 X W2m-K； KCo = 5.67 x io-8vy/(m2 - /C4)；k = 1.380662 X 1023/Ko斯忒藩-玻尔兹曼定律：Eb = aT4,其中，o =5.67 x 108W/(m2 -/C4)o15。2由题意，物体的1/4的辐射能在可见光

5、的范围内，则得：-=奂(。-。.商，一物0-。.38) = f 宜)_ 以丁)。4E其中，A2 = 0.76pm, A = 0.38pnio通过查黑体辐射函数表，经试算可确定T为14210. 53Ko固体表面辐射率有那几种？说明其相互关系。答：(1)定向辐射率：Directional (2)半球辐射率：Hemispherical (3)单色(频谱)辐射率：Spectral (4)全色辐射率：Total角系数相对性成立的前提条件是什么。答：两微元间的角系数：当两个微元面都为漫射面时，有相对性； 微元与有限面间的角系数：当一个微元面为漫射体，另一个面也 为漫射面且均匀分布时，有相对性；有限面间的角系数，当一个 为漫射面且均匀分布，另一个面也为漫射面且均匀分布时，有相 对性。强化表面辐射的方法有哪些。答：（1）增加对入射辐射的吸收比（黑度）：开窄槽，黑体效应, 涂覆对入射辐射的吸收比大的材料（2）减少本体辐射的辐射率：涂覆选择性涂层（3）增加角系数：减小辐射面间距离，调整辐射面间的角度（4）增加辐射面间温差（5）增加辐射面积固体表面反射率有哪几种？答：被表面反射的能量与投射到表面的能量之比定义为表面反射 率。固体表面反射率有：双向单色反射率；单色定向-半球 反射率；单色半球-定向发射率。为什么在定义物体的辐射力时要加上“半球空间”及“全部波