工程热力学第十七章

1、第17章辐射传热，第1节热辐射的基本概念第2节热辐射的基本定律第3节物体之间的辐射传热第4节太阳辐射第1节热辐射的基本概念第1节。热辐射的本质。当物体中原子内部处于束缚态的电子从高能态跃迁到低能态时，电子跃迁释放的能量被交变电磁波辐射到周围。这种能量叫做辐射能。辐射能是原子内部复杂兴奋的结果。只要物体的温度高于绝对零度，它就不可避免地会发出辐射能。物体的温度越高，它发出的辐射能就越多。热辐射是一种不依赖于任何介质，利用电磁波传递热能的传热方式。辐射传热是一种传热过程，可以在真空中以光速进行。根据电磁波在不同波长范围内的作用和用途，它们被分为宇宙射线、射线、x光、紫外线、可见光、红外线和无线电波

2、。热射线的波长主要在0.4100米范围内，包括可见光(波长0.40.7米)和红外光(波长0.725米的近红外光和波长25100米的远红外光)。第二，质量保证/质量目标的吸收率、反射率和穿透率质量保证/质量目标的反射率QD/质量目标的穿透率质量保证/质量目标的穿透率质量保证/质量目标的吸收率，质量目标的吸收率为1，质量目标的吸收率为1，质量目标的吸收率为1，质量目标的吸收率为1，质量目标的吸收率为1，质量目标的吸收率为1，质量目标的穿透率为1，质量目标的吸收率为1，质量目标的吸收率为1，质量目标的吸收率为1，质量目标的吸收率为1，质量目标的吸收率为1，质量目标的吸收率为1。无论是什么颜色，光滑表

3、面还是抛光表面，其反射率都比粗糙表面高几倍。3，辐射力和单色辐射力，气体几乎不反射辐射能量，R0，A D=1。当辐射能投射到固体或液体表面时，它在距离进入表面很小的距离内被吸收，D0，A R=1。任何善于吸收的物体(A较大)都不善于反射(R较小)，善于反射的物体也不善于吸收。1.辐射力：从=0到=单位时间内单位面积物体发射的所有波长的总辐射能量。2.单色辐射力：在从D开始的波长范围内，物体的辐射力是dE，用dE除以波长间隔D得到的商，立体角：球面上给定区域到球面中心的球面角，其大小是用面积除以球面半径的平方计算出来的。单位用符号sr(球形度)表示。可见面积：沿p方向发射的辐射能，dA的可见面积

4、是其在垂直于p，n方向的投影面积：可见面积为dA，p方向：可见面积为dAcos，=90，可见面积为0，3。定向辐射强度：单位时间内单位立体角内垂直于发射方向的单位可视区域发射的辐射能量。第二节热辐射的基本规律，1。普朗克定律，黑体单色辐射力随不同温度下波长变化的定律。2.维恩位移定律，在一定温度下，对应于最大单色辐射力的波长m与黑体的热力学温度t成反比。(3)斯特凡-玻尔兹曼定律，黑体的辐射力与其热力学温度的四次方成正比。如果在半球空间的所有方向上方向辐射强度相等，即IP，1=IP，2=-=in，那么物体表面称为漫射辐射表面，只有绝对黑体表面是漫射辐射表面。兰伯特定律：绝对黑体表面的方向辐射强

5、度在沿半球空间的所有方向上是相等的。(4)朗伯定律：在单位时间内，单位立体角内黑体表面积发射的辐射能沿半球空间的不同方向是不同的。对于黑体，辐射能DQ0、dA从黑体微元区DA发射到半球空间，黑体的辐射力等于其定向辐射强度I0的倍。黑体辐射能量按波长分布服从普朗克定律，按空间分布服从朗伯定律，辐射力由斯蒂芬玻尔兹曼定律决定。维恩位移定律揭示了最大值的分布规律5.基尔霍夫定律，辐射力和吸收率之间的关系。表面辐射传热平衡2: T=T0，q=0在热平衡时，基尔霍夫定律：任何物体的辐射力与吸收率之比总是等于绝对黑体在相同温度下的辐射力，与物体的性质无关。对于任何对象，1。基尔霍夫定律的数学表达式：A1，

6、因此，在任何温度下，绝对黑体的辐射力是所有物体中最大的。物体的辐射力越大，其吸收率就越大。2.黑度或发射率：同一温度下，实际物体的辐射力E与绝对黑体的辐射力E0之比称为“黑度”。在温度相等的热平衡条件下，物体的黑度总是等于其吸收率，即黑度表示物体的辐射力接近黑体的辐射力，是分析和计算辐射传热的重要参数。同一物体的黑度随其温度和表面状态而变化。单色黑度：同一温度下物体的单色辐射力E与绝对黑体的单色辐射力E0之比，即3。灰体：如果在相同温度和波长下，物体的单色辐射力E与绝对黑体的单色辐射力E0之比在所有波长下都是固定的，这样的物体称为“灰体”。它的值与波长无关，小于1。灰体的性质：1 .在相同温度

7、下，灰体的辐射光谱是连续的，其曲线与绝对黑体的相似。灰体的吸收率等于它的黑度，与投影无关。在热射线范围内，大多数工程材料可被视为灰烬。在相同温度下，任何物体的辐射力总是小于黑体的辐射力。第三节：物体之间的辐射传热；第一节：黑体之间的辐射传热；角度因子：表面1发射的辐射能量落在表面2上的百分比，用X1，2表示，它被称为表面1与表面2的角度因子。X2，1被称为表面2到表面1角度系数。在温度相等的热平衡条件下，两个表面之间的辐射传热量Q1，2，在辐射传热过程中，两个表面的角系数具有相关性。它也适用于非等温灰面间辐射传热的计算。双面辐射传热的空间热阻和由三个黑体表面组成的封闭腔内的辐射传热：封闭腔内的

8、角系数是完全的。如果平面1是平的或凸的，X1，10，2。灰体之间的辐射热传递和有效辐射，投射辐射：投射到表面1上的外部辐射。吸收辐射：被表面1吸收的部分。反射辐射：被表面1反射的部分。表面1的辐射力。有效辐射：表面1的自辐射和反射辐射之和。表面1与外界之间的辐射热交换量Q1称之为灰体的“表面热阻”。黑度越大，表面热阻越小。两灰体之间的辐射传热计算，三灰体之间的辐射传热计算，三灰体和两灰体之间的辐射传热计算，铯系统的辐射系数，距离远小于两平行平墙的辐射传热系统：A2A14.热屏蔽的应用，它是一个薄板插入辐射传热表面之间，以削弱辐射传热。在两个灰体表面之间插入一个与灰体黑度相同的薄板，其辐射传热减少一半。隔热罩减少热辐射的原因是，对于接收器，隔热罩变成发射器，而T3T1；发射器和接收物体之间的温度下降是一次，但是它被隔热罩分成多次下降，使得接收物体获得的热量减少。在实际工程中，为了有效地削弱辐射传热，通常采用低黑度的金属板作为隔热屏。在实施例1中，黑度为0.05的抛光铝板被插入黑度为0.8的两个平行表面之间。找出有多少十分之一的辐射热交换量没有插入隔热罩。在埃及目前采用直径d=15mm的热电偶测量空气温度，空气流量w=5m/s，空气对保护套管的传热系数=21.7 W/(m2K)，管道内壁温度tw=13