第九章辐射换热计算总结.ppt

第九章 辐射换热计算 第一节 黑表面间的辐射换热 第二节 灰表面间的辐射换热 第三节 角系数的确定方法 第四节 气体辐射 第五节 太阳辐射 作业 第一节 黑表面间的辐射换热 分别取微元面积dA1、dA2 dA1射向dA2的热量为： d?1→2=dA2对dA1所张的立体角 ×dA1面积×dA1沿r方向的 定向辐射力（E?1=I1cos?1） dA2所dA1张的空间立体角为： dA2cos?2/r2 故：d?1→2=I1cos?1·dA1· dA2cos?2/r2 据兰贝特余弦定律有：E=?I 代入上式即得： 第一节 黑表面间的辐射换热 式中的双重积分项只是一个与几何参数有关的量，故也为一几何参数。 第一节 黑表面间的辐射换热 XdA1，A2为一无因次数，称为角系数。它表示微元面积dA1射向表面A2的辐射能占dA1向整个半球空间辐射的总能量的份额。常称为微元面积dA1对表面A2的角系数。 同理dA2对面A1的角系数为： 第一节 黑表面间的辐射换热 由积分的定义知：X1,2是A1对A2的平均角系数，X2,1是A2对A1的平均角系数，简称角系数。 第一节 黑表面间的辐射换热 有： X1,2A1=X2,1A2 上式表明：两表面辐射换热时具有相等的当量换热面积。上式描述的两角系数的关系又称为角系数的互换性。 第一节 黑表面间的辐射换热 对于两无限大平行平板，因有：X1,2=X2,1=1，故此时有： ?1,2=（Eb1-Eb2）A= ?b（T14- T24）·A = Cb［（T1/100）4-（T2/100）4］·A 第一节 黑表面间的辐射换热 二、封闭空腔诸黑表面的辐射换热 对于任一黑表面i，应有：?i=?i,1+?i,2+?i,3+……+?i,n 两边同时除?i，据角系数定义有： 上式即为角系数的完整性。 第一节 黑表面间的辐射换热 二、封闭空腔诸黑表面的辐射换热 对于五个以内黑表面组成的封闭空腔，也常用辐射网络图来进行换热计算。如下图的1面有： 经整理可写成： ?1=A1Eb1-（A1X1,1Eb1+A1X1,2Eb2+ A1X1,3Eb3+ A1X1,4Eb4+ A1X1,5Eb5） ?1=A1Eb1-（A1X1,1Eb1+A2X2,1Eb2+ A3X3,1Eb3+ A4X4,1Eb4+ A5X5,1Eb5） 可见，由此方法得到的结果与前述分析结果相同。 第一节 黑表面间的辐射换热 注意： ①重辐射表面的热源可不考虑，仅是热流通路，辐射网络图中此处电位作浮动电位处理，如上右图所示； ②当两面Xi,j=Xj,i=0时，此处热阻作∞处理，相当于断路。 第二节 灰表面间的辐射换热 有效辐射J：单位时间内离开计算表面单位面积的总辐射能。 投入辐射G：单位时间内投入计算表面单位面积的总辐射能。 第二节 灰表面间的辐射换热 虽然E1Eb1,E2Eb2但?1、?2均小于1，故J1、J2均有可能分别大于、等于或小于Eb1、Eb2。一般当某表面EbiJi时，表面放热。 两灰表面换热量： q1,2=J1-G1=J1-J2 若?1=?2=1，即：?1=?2=0， 上式变为： qb1,2=Eb1-Eb2 注意：有效辐射J1、J2是一个与整个辐射换热系统有关的参数。即使同一灰表面放入不同的辐射换热系统中，则有不同的J值。 第二节 灰表面间的辐射换热 对于任一灰表面，如图所示： J1=?1Eb