第三章傳熱學

第三章傳熱學第三節(jié)輻射換熱第四節(jié)傳熱過程與換熱器輻射換熱是熱量傳遞的三種方式之一。是由于運動而以電磁波形式傳遞的能量。特點：

1)熱輻射與導熱和對流換熱不同，它不需要任何中間物體傳遞熱量，可以在真空中傳遞。

2)熱輻射過程中不僅有能量的轉移，而且還伴隨著能量的轉換，即發(fā)射時由熱能轉變?yōu)檩椛淠埽諘r又由輻射能轉換為熱能。

3)導熱和對流換熱是熱量傳遞的單向過程，而熱輻射是發(fā)射和接收同時進行的雙向過程。電磁波譜熱輻射是電磁輻射(電磁波)的一種6.1.2輻射能的吸收、反射和透過

吸收率

反射率

穿透率吸收率

反射率

穿透率對于大多數的固體和液體：對于不含顆粒的氣體：對于黑體：鏡體或白體：透明體：黑體、白體、透明體都是理想的黑體：是指能吸收投入到其面上的所有熱輻射能的物體，是一種科學假想的物體，現實生活中是不存在的。但卻可以人工制造出近似的人工黑體。

二、熱輻射的基本定律輻射力、斯蒂芬—玻耳茲曼定律(1)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。

(W/m2)；(2)斯蒂芬—玻耳茲曼定律：黑體輻射力與黑體熱力學溫度的4次方成正比，因此又稱為4次方定律。即式中：Cb=5.67×10-8W/(m2·K4)，稱為黑體輻射系數；T為絕對溫度，K。為了計算方便，改為C0=5.67W/(m2·K4)(3)發(fā)射率：物體的輻射力E與同溫度下黑體的輻射力Eb之比稱為該物體的發(fā)射率(又稱黑度)，用符號ε表示基爾霍夫定律－－實際物體的輻射和吸收間的關系板相距很近，從一塊板發(fā)出的輻射全部落到另一塊板上。板1為黑體表面：Eb、Tb板2為無透射的任意表面：E、A、T兩板間單位面積的輻射換熱量：當系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)時若溫度平衡

，即q＝0，則把上述關系推廣在熱平衡狀態(tài)下，任何實際物體的輻射力和吸收率之比都相同，均等于同溫度下黑體的輻射力。

與黑體熱平衡的條件下才能成立圖6-10平行平板的輻射換熱基爾霍夫定律引出結論

(1)在相同溫度下，輻射力大的物體，其吸收比也大，亦即善于輻射的物體也善于吸收。(2)因為所有實際物體的吸收比都小于1，所以在同溫度條件下黑體的輻射力最大。(3)將式(3-43)與式(3-41)相對照，則有a=ε第4節(jié)傳熱過程與換熱器通過平面的熱流量的計算方式式中：K是傳熱系數(總傳熱系數)。對于不同的傳熱過程，K的計算公式也不同。單層平壁多層平壁通過圓管的傳熱內部對流：圓柱面導熱：外部對流：

其中：hiho換熱器的分類：冷熱流體分別位于固體壁面兩側。：冷熱流體混合進行傳熱。間壁式換熱器的主要型式套管式換熱器肋片管式換熱器板式換熱器板翅式換熱器套管式換熱器：最簡單的一種間壁式換熱器，流體有順流和逆流兩種，適用于傳熱量不大或流體流量不大的情形。

肋片管式換熱器：適用于管內液體和管外氣體之間的換熱板式換熱器：由一組幾何結構相同的平行薄平板疊加所組成，冷熱流體間隔地在每個通道中流動，其特點是拆卸清洗方便，故適用于含有易結垢物的流體。

板翅式換熱器：結構緊湊，單位體積的換熱面積大，但清洗困難，不易檢修，適用于清潔無腐蝕性流體間的換熱順流和逆流是兩種極端情況，在相同的進出口溫度下，逆流的最大，順流則最??；順流時，而逆流時，則可能大于，可見，逆流布置時的換熱最強。InOutInOut無論是順流還是逆流，都可以統(tǒng)一用這個公式來計算換熱器的平均溫差換熱器熱計算的基本方程式是傳熱方程式及熱平衡式

強化手段:a無源技術(被動技術)；b有源技術(主動式技術)無源技術(被動技術)：除了輸送傳熱介質的功率消耗外，無需附加動力其主要手段有：①涂層表面在換熱表面涂上細小的多孔層以加以強化沸騰；②粗糙表面(圖3-29)粗糙表面可以促進邊界層中流體的混合；③擴展表面(圖3