第四章 传热4-热辐射课题.ppt

单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 诙 第三级 谒募 第五级 返回 武汉理工大学化工原理电子课件 一、基本概念 1. 辐射：物体通过电磁波来传递能量的过程。 2. 热辐射： 特点： 物体由于热的原因以电磁波的形式向 外发射能量的过程。 能量传递的同时还伴随着能量形式的转换； 不需要任何介质。 第五节 热辐射 QR QD QA N Q 能量守恒定律： 式中令3. 热辐射对物体的作用 总能量Q ：被物体吸收QA 、被反射QR 、穿过物体QD——吸收率； ——反射率； ——穿透率。 黑体： 白体（镜体）： 透热体： A,R,D = f(物体性质、温度、表面、辐射波长） （理想化的模型） 固体、液体： D=0 气体： ；R+A=1 R=0 ；A+D=1 （理想化的模型） （对称的双原子气体） 4、液、固、气热辐射的特点 液、固不能透过，所以透过率为0；发射吸收发生表面。气体的吸收和辐射是个容积过程 。 二、 物体的辐射能力物体在一定温度下， 物体在一定温度下， 辐射能与单色辐射能的关系： 普朗克定律 单位表面积， 单位时间内所发射的 全部辐射能（波长从0到?）， W/m2。 物体的单色辐射能力： 发射某种 波长的能力； 以E?表示， 单位W/m3。1、辐射能力 黑体的E0λ关系： 式中 ——斯蒂芬-波尔茨曼定律 2、黑体的辐射能力 ，热辐射对温度特别敏感。 C0─黑体辐射系数 ?0─黑体辐射常数 ，=5.67× 10-8W/(m2 .K4)； ，=5.67W/(m2 .K4) 四次方定律表明普朗克定律图示 25000 0 2 4 6 10 8 5000 15000 35000 20000 10000 30000 1400℃ 1200℃ 1000℃ 800℃ 600℃ λ/μm 1.155×10－6Eλ,0 / Wm-2 dλ 说明： E0λ随λ连续变化， 曲线下的面积积分， 即为该温度下的黑体 辐射能力。 3、 黑度 物体的黑度：1 物体的种类 4、实际物体辐射和吸收能力 物体的黑度?与 等有关，是物体辐射能力接近黑体辐射能力的程度。 、表面温度 、表面状况 、波长 /灰体黑体：全部波长均可同样吸收；实际物体：对不同的波长具有选择性的吸收；灰体：对各种波长的物体均有同样吸收能力的理想物体。 式中 C－灰体的辐射系数 ，C=5.669?W/(m2.K4) 工业应用的热辐射，(0.76-20μm) 材料的吸收率随 波长变化不大，所以将实际物体当作灰体来处理。 5、克希霍夫定律 T1 T2 A1A2=1 灰体热损: 若二者温度相等， 任意物体: E1 E0 （1-A1）E0 A1E0 Ⅰ 灰体Ⅱ 黑体 －克希霍夫定律 即T1=T2 ,有Q=0 结合黑度的定义，可知 三、 两固体间的相互辐射 工业中涉及到的实际物体，以灰体来处理。 传热速率与 材料、温度、表面状况、大小、形状、位置距离等有关。 式中： ：总辐射系数，W/(m2·K4) ：角系数 1、两无限大平行或很大灰体壁面间的相互辐射 总发射系数 传热面积 两平面间的传热速率