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传 热 学 第9章 辐射传热的计算 第９章 辐射传热的计算 内容要求 掌握辐射传热的角系数； 两表面封闭系统的辐射传热； 多表面系统的辐射传热； 辐射传热的控制； 综合传热问题分析。 2. 控制空间热阻 改变面积A。 改变角系数。 如何削弱物体表面 之间的辐射换热 采用反射率高的表面； 采用遮热板。 9.5.2 遮热板的原理 1. 遮热板的作用： 在整个辐射换热中净辐射换热量 为0。即遮热板即不向原系统放出 热量，也不从中吸收热量，只是在 热流通路中增大了原系统的热阻， 使换热表面之间的辐射换热受到阻碍。 已知：两个大平板A1, A2，温度T1, T2， 发射率ε1,ε2， 中间放置遮热板T3 (T3’ =T3’’) ,ε3’ = ε3’’ 分析：无，有遮热板时辐射换热量的变化。 （1）无遮热板时： 2. 分析有无遮热板时辐射换热量的变化 （2）有遮热板时 简化考虑： 可求： 且： 结论 加1块发射率与平板相同的遮热板后， 加n块发射率与平板相同的遮热板后， 工程中选用反射率高，发射率小的材料 做遮热板 。 3. 遮热板的辐射网络图 （1）无遮热板时： （2）有遮热板时： 例　题 2. 考察两平行大平板间的辐射换热，平板的黑度 分别为0.5，0.8。如果中间加进一块铝箔的遮 热板，其黑度为0.05。 试计算辐射换热量减少的百分率。 * * 9.1 辐射传热的角系数 假设 进行辐射换热的物体表面之间是 不参与辐射换热的介质或真空； 参与辐射换热的物体表面为漫射灰体 或黑体表面； 每个物体的温度，辐射特性及 投入辐射分布均匀。 9.1.1 角系数 1. 角系数的定义 表面1对表面2的角系数： 表面2对表面1的角系数： 或： 几何量 9.1.2 角系数的性质 1. 非自见面的角系数等于0。 2. 角系数的相对性 根据角系数的定义： 则有： 3. 角系数的完整性 封闭空腔中： 或： 两表面组成封闭空腔： 多表面组成封闭空腔： 4. 角系数的可加性 求解：组合面A（1+2）对面A3的辐射角系数。 分析 根据角系数的完整性： 即是： 又由角系数的相对性： 因此： 9.1.3 角系数的计算 1. 两面封闭系统 两平行大平面： 两个面都是自见面： 有一个面为非自见面： 主要方法有： 积分法； 代数法； 图解法 解：根据角系数的完整性： 举例 确定： 又由角系数的相对性： 由： 得： 得： 举例 确定： 由： 解： 得： 举例 确定： A3 解：作辅助面A3（非自见面）： 则： 由角系数的相对性： 得： 同理： 2. 三个非凹表面组成封闭系统 举例 确定：角系数 解：根据非自见面的角系数为0： 可求： 3. 交叉线法 确定表面A1，A2的角系数。 分析 辅助线 解：封闭空腔 abcd 中 : 封闭空腔 abc ，abd中 : 因此： 9.2 两表面封闭系统的辐射换热 1. 任意位置的两黑体表面。 两黑体表面间的净辐射换热量： 或： 空间辐射热阻 9.2.1 黑体表面间的辐射换热 2. 多个黑体组成的封闭空腔。 表面1对其它表面的辐射换热： 或： 第i个黑体表面的辐射换热量： 9.2.2 漫灰表面间的辐射换热 1. 有效辐射 设有一漫灰表面A，ε=α。 与表面A 有关的能量有： 投入辐射 G 吸收辐射αG 反射辐射ρG 自身辐射（辐射力）E =εEb 有效辐射 J 或： 合成辐射（净辐射热流）Φ 或： 两式联立，消去G，且ε=α。 表面辐射热阻 对黑体表面： 得： 9.2.3 两漫灰表面间的辐射换热 1. 两漫灰表面构成封闭空腔，且T1T2： 分析 因此 A1 和 A2 的净辐射热量： 即是： 黑体 A3 同时 A1 的净辐射热量： A2 的净辐射热量： 换热系统热平衡时： 将(a),(b),(c)相加，消去J1，J2得： A3 或： 系统黑度 两漫灰表面间的辐射换热网络图 系统黑度： 减少散热 保温瓶的夹层（银，铝薄层） 强化换热 电气设备（黑度大油漆） 2. 两漫灰表面间辐射换热的几种简化形式： A1面为非自见面： 由： 得： 两个无限大平板间辐射换热： 由： 得： 两表面相差很大（大房间内小物体的辐射换热） 得： 由 9.3 多表面系统的辐射换热 辐射换热网络求解法： 应用有效辐射的概念，将辐射换热系统模拟 成相应的电路系统，借助于电学中基尔霍夫电流 定律求