第9章辐射换热的计算选读.ppt

第9章 辐射换热计算 Calculation of Radiation Heat Transfer (2) 气体的辐射和吸收是在整个容积中进行的。这是由于辐射可以进入气体，并在其内部进行传递，最后有一部分会穿透气体而到达外部或固体壁面，因而，气体的发射率和吸收率还与容器的形状和容积大小有关。 第9章 辐射换热计算 Calculation of Radiation Heat Transfer 9.4.5 火焰辐射 Self-Study 不发光火焰 半发光火焰 3. 发光火焰 第9章 辐射换热计算 Calculation of Radiation Heat Transfer 9.5 太阳辐射 Solar Radiation 太阳能是自然界中可供人们利用的一种巨大能源。地球上一切生物的成长都和太阳辐射有关，太阳能是一种清洁能源，它能量巨大。随着全球能源的紧张，近年来人们日益注重利用太阳能。 第9章 辐射换热计算 Calculation of Radiation Heat Transfer 9.5.1太阳辐射能量的大小 太阳它向宇宙空间辐射的能量中有99%集中在0.2≤λ≤3 μm的短波区， 紫外线部分(λ 0.38 μm)占8.7% 可见光部分(0.38≤λ≤0.76 μm)占43.0% 红外线部分(λ 0.76 μm)占48.3%。 从大气层外缘测得的太阳单色辐射力表明它和温度为5762K的黑体辐射相当，其最大单色辐射力的波长 λ≈0.5μm。 第9章 辐射换热计算 Calculation of Radiation Heat Transfer 大气层外缘及地面上 的太阳辐射光谱 第9章 辐射换热计算 Calculation of Radiation Heat Transfer 9.5.1太阳辐射能量的大小 太阳核聚变反应中产生的巨大能量只有很少一部份被地球接受。到达地球大气层外缘的能量可作如下的估算：把地球作为半径r=6436km的圆球，距离太阳为R=150.6×106km，因此太阳向周围辐射的能量中投射到地球大气层外缘的百分数为： 第9章 辐射换热计算 Calculation of Radiation Heat Transfer 9.5.1太阳辐射能量的大小 如把太阳当作黑体看待，其向周围辐射的能量为 ▲到达地球大气层外缘的能量为 折算到垂直于射线方向每单位表面积的辐射能为 9.5.1太阳辐射能量的大小 实测资料表明，当地球位于和太阳的平均距离上，在大气层外缘并与太阳射线相垂直的单位表面所接受到的太阳辐射能为1353W/m2，称为太阳常数的符号sc表示，此值与地理位置或一天中的时间无关。 某地区在大气层外缘水 平面上每单位面积的太阳 能投射能量应为 第9章 辐射换热计算 Calculation of Radiation Heat Transfer 9.5.2太阳辐射能量的衰减因素 大气层中的H2O、CO2、O3、O2对以及灰尘太阳辐射有吸收作用，且具有明显的选择性。 实际到达地面的“辐射能”太阳常数。 第9章 辐射换热计算 Calculation of Radiation Heat Transfer 9.5.3太阳辐射能量的利用 根据太阳能的波长特点，有效利用太阳能。 太阳辐射能主要集中在0.3～3 μm的波长范围内，因此，在利用太阳能时，作为太阳能吸收器表面材料，要求它对0.3～3 μm波长范围的单色吸收率尽可能接近1，而对此波长范围外的单色吸收率尽可能接近零，从而该表面能从太阳辐射中吸收较多的能量，而自身的辐射热损失又极小，这种表面称选择性表面。 第9章 辐射换热计算 Calculation of Radiation Heat Transfer 9.5.3太阳辐射能量的利用 理想情况； (b)镍黑镀层 9.5.3太阳辐射能量的利用 为什么晴朗无云的夜晚易结霜？ 普通窗玻璃 可以透过2 μm以下的射线，太阳辐射中的能量大部分透射进入室内。然而窗玻璃基本上不透过3 μm以上的长波辐射的，因此室内常温下物体所辐射的长波射线就被阻隔在室内，从而产生了温室效应。 玻璃中氧化铁含量对透光率有很大影响，当玻璃中氧化铁含量超过0.5%时，可见光和近红外波段射线的透过率明显下降，这种玻璃就是我们常见的呈天蓝色的玻璃。 Where there is a will, there is a way. Page 252: 8, 10, 11 Page 253: 15, 17, 19, 20 * * * 加入遮热板后,壁面辐射换热量减少为原来的二分之一. * * 有一微面积