輻射換熱2011課件

傳熱學第四章輻射換熱1一、熱輻射的本質和定義第四章輻射換熱§4.1熱輻射的基本概念定義：由熱運動產生的，以電磁波形式傳遞的能量；T<2000K

0.38~100μm

（可見光0.38~0.76

紅外0.76~20μm）太陽T=5800K0.2~2μm（可見光占大比例）2二、吸收、反射和穿透熱一定律：吸收比反射比穿透比——取決于物體特性、溫度、表面狀況、投入輻射對于大多數的固體和液體：注意：成立條件為針對同一輻射對于不含顆粒的氣體：3、黑體人工黑體b-black§4.2黑體輻射的基本定律1.光譜輻射力二、基本概念單位時間內，單位波長范圍內(包含某一給定波長)，物體的單位表面積向半球空間發(fā)射的能量。2.總輻射力E單位時間內，物體的單位表面積向半球空間發(fā)射的所有波長的能量總和。54.定向輻射強度LrA61.普朗克定律planck’slaw②0.1~100μm③T↑,

Eb↑三、黑體輻射定律①式中，λ—波長，m；

T—黑體溫度，K；c1

—第一輻射常數；

c2—第二輻射常數。

72.維恩位移定律Wien’sdisplacementlaw如太陽輻射：所以太陽表面溫度8§4.3實際物體的輻射與吸收特性、黑度半球總黑度物體表面的發(fā)射率取決于物質種類、表面溫度和表面狀況。10物體表面對黑體輻射的吸收比與溫度的關系12一、定義對于灰表面，角系數是幾何因子§4.4角系數二、角系數的計算2.查圖3.代數法1.積分法表面1表面214角系數性質（1）相對性（互換性）（2）完整性對于封閉系統(tǒng):

角系數的完整性（3）可加性注意：

角系數的可加性15（4）等值性（5）非凹面122’例4.1求X21,X11

1216例4.2求X12,X21,X22,X11

12317例4.3三個非凹表面18角系數測量儀20一、兩黑表面間輻射換熱§4.5兩被透明介質隔開的固體表面的輻射換黑表面1和2之間的輻射換熱量為空間熱阻21自身輻射:E1投入輻射:G1有效輻射:1.有效輻射，投入輻射，自身輻射2.表面的凈輻射表面熱阻灰表面黑表面233.兩灰表面輻射換熱①若1為非凹表面②若1為非凹表面,而且③若1為非凹表面24解：例4.6熱電偶,求空氣的實際溫度。穩(wěn)態(tài)時遮熱罩抽氣式熱電偶

26網絡法§4.6多表面系統(tǒng)輻射換熱計算必須滿足漫灰面、等溫、物性均勻的條件一、基本概念表面熱勢差表面輻射熱阻空間熱勢差空間輻射熱阻27二、求解步驟1.畫等效網絡圖1232.列節(jié)點方程28三、特例有2個未知量1.某一表面為黑表面（３表面）黑體的表面熱阻為零。2.重輻射面（絕熱面）熱阻為０熱流為０仍有３個未知量30例：一房間，地板T1=293K，天花板T2=286K，四周墻壁絕熱，黑度均為0.8。求：（1）地板與天花板之間熱交換（2）墻壁溫度２１３31例4.7：一房間，地板T1=293K，天花板T2=286K，四周墻壁絕熱，黑度均為0.8。求：（1）地板損失的熱流量（2）墻壁溫度２１３解：(1)32地板損失的熱流量：（２）331、吸收比、反射比、穿透比、光譜輻射力、總輻射力、定向輻射強度第4章小結：2、黑體輻射基本定律（planck’slaw,Wien’sdisplacementlaw,Stefan-Boltzman’slaw,Lambert’slaw)3、發(fā)射率，吸收比，灰體，基