吸收辐射.PPT

* 如果由n个黑体表面构成封闭空腔, 那么每个表面的净辐射换热量为 注意：?1,2是两个任意位置的黑体表面1、2之间直接的辐射换热量，没考虑其它表面的影响。如果两个黑体表面构成封闭腔，则?1,2是两个表面净交换的热量。 辐射网络 * 3. 灰体表面之间的辐射换热 （1）有效辐射 单位时间内离开单位面积表面的总辐射能, 用符号J表示, 单位是W/m2。 单位面积的辐射换热量 上两式联立可解得 自身的辐射力 反射的投入辐射 有效辐射 投入辐射 (漫灰表面) * 称为表面辐射热阻 对于黑体表面，?=1，表面辐射热阻为零， 。 （2）两个漫灰表面构成的封闭空腔中的辐射换热 若两个漫灰表面1、2构成封闭空腔, T1T2，则表面1净损失、表面2净获得的热量分别为 表面辐射热阻网络单元 * 表面1、2之间净辐射换热量为 根据封闭腔的能量守恒， 联立以上三式，可得 两表面封闭空腔的辐射网络 空间辐射热阻网络单元 * 对于两块平行壁面构成的封闭空腔 ?1,2 称为系统黑度 对于凸型物体1和包壳2之间的辐射换热, 如果 ， 11-5 遮热板的原理 * 遮热板的主要作用就是削弱辐射换热。下面以两块靠得很近的大平壁间的辐射换热为例来说明遮热板的工作原理。 没有遮热板时，两块平壁间的辐射换热有2个表面辐射热阻、1个空间辐射热阻。 在两块平壁之间加一块大小一样、表面发射率相同的遮热板3， 如果忽略遮热板的导热热阻，则总辐射热阻增加了1倍，辐射换热量减少为原来的1/2，即 * 如果加n层同样的遮热板，则辐射热阻将增大n倍，辐射换热量将减少为 遮热板通常采用表面发射率小、表面辐射热阻大的材料，如表面高度抛光的薄铝板，同时在多层遮热板中间抽真空，加大导热和对流换热热阻。 遮热板在测温技术中的应用 热电偶测温： 误差： 误差和辐射换热量成正比，与h成反比。 热电偶热平衡： * 当Tf =1 000 K、T2=800 K、? 1=0.8、h=40 W/(m2?K)时，测温误差可达144 K。 给热电偶端部加一个表面发射率为? 3=0.2的遮热罩3， 热电偶端点的热平衡表达式 遮热罩的热平衡表达式 联立求解以上两式，可求得测温误差 ，结果为44 K。可见，加遮热罩后，相对测温误差由未加遮热罩的14.4%降低到4.4% 。 抽气式热电偶：遮热罩做成抽气式，以便强化燃气与热电偶之间的对流换热，提高表面传热系数h。 * 第十一章小结 重点掌握以下内容： （1）有关热辐射和辐射换热的基本概念：吸收比、反射比、透射比、黑体、灰体、漫射体、人工黑体、辐射强度、辐射力、有效辐射、发射率（黑度）、角系数、表面辐射热阻、空间辐射热阻、温室效应、选择性表面等； （2）热辐射的基本定律：普朗克定律、斯忒藩-玻耳兹曼定律、维恩位移定律、兰贝特定律、基尔霍夫定律； （3）辐射换热的计算方法：角系数的计算方法；辐射网络法； （4）遮热板的原理。 第十一章 辐射换热 * 第八章已指出，热辐射是热量传递的基本方式之一，以热辐射方式进行的热量交换称为辐射换热。辐射换热在热能动力工程、核能工程、冶金、化工、航天、太阳能利用、干燥技术以及日常生活中的加热、供暖等方面具有非常广泛的应用。 本章主要从宏观的角度介绍热辐射的基本概念、基本定律以及辐射换热的计算方法。 11-1 热辐射的基本概念 * 1. 吸收、反射与透射 投入辐射: 单位时间内投射到单位面积物体表面上的全波长范围内的辐射能。G W/m2 反射辐射: G? W/m2 吸收辐射: G? W/m2 透射辐射: G? W/m2 * 吸收比 反射比 透射比 根据能量守恒， 如果投入辐射是某一波长?的辐射能G? ，则 光谱吸收比 光谱反射比 光谱透射比 与 的关系： 不仅取决于物体的性质，还与投射辐射能的波长分布有关。 * 注意： （1） 属于物体的辐射特性，取决于物体的种类、温度和表面状况，是波长的函数。 （2）固体和液体对辐射能的吸收和反射基本上属于表面效应：金属的表面层厚度小于1?m；绝大多数非金属的表面层厚度小于1mm。 （3）对于固体和液体， 。 镜反射与漫反射： 产生