传热学-9第9章2.ppt

第9章作业：6，7，8，21，23，24，25，30，35，45 第9章 辐射换热的计算 * 交叉线法。 注意：这里所谓的交叉线和不交叉线都是指虚拟面断面的线，或者说是辅助线 角系数计算举例 例题8-1，求下列图形中的角系数 解： 第9章 辐射换热的计算 * 1.封闭腔模型 封闭腔表面可以是真实的 也可以是虚构的。 特例：两块无限接近大平板 9-2 两表面封闭系统的辐射换热 第9章 辐射换热的计算 * 图9-7 黑体系统的辐射换热 2.两黑体表面封闭系统 如图9-7所示，黑体表面1和2之间的辐射换热量为 第9章 辐射换热的计算 * 3 漫灰表面 灰体间的多次反射给辐射换热的计算带来麻烦 消去上式中的G1，并考虑到 即： 如图所示，对表面1来讲，净辐射换热量q为 复习：投入辐射G、有效辐射J。 第9章 辐射换热的计算 * 两个等温漫灰表面封闭系统内的辐射换热情况。 两个表面的净换热量为 根据下式及能量守恒有 第9章 辐射换热的计算 * 第9章 辐射换热的计算 * 系统黑度(或称为系统发射率) 与黑体辐射换热比较，上式多了一个 ，它是考虑由于灰体系统多次吸收与反射对换热量影响的因子。 第9章 辐射换热的计算 * 三种特殊情形 (1) 表面1为凸面或平面，此时，X1,2＝1，于是 (2) 表面积A1比表面积A2小得多，即A1/A2 ? 0 于是 (3) 表面积A1与表面积A2相当，即A1/A2 ? 1 于是 第9章 辐射换热的计算 * 例题9-2，9-3，9-4 第9章 辐射换热的计算 * 9-3 多表面系统辐射换热的计算 净热量法:两表面，也用于多表面情况 网络法(又称热网络法，电网络法等)：简明、直观。 原理：是用电学中的电流、电位差和电阻比拟热辐射中的热流、热势差与热阻，用电路来比拟辐射热流的传递路径。 条件：求角系数，必须满足漫灰面、等温、物性均匀以及投射辐射均匀的四个条件。 第9章 辐射换热的计算 * 外部： 内部： 称为表面热势差； 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 改写为： 则被称为表面辐射热阻。 图9-9 表面辐射热阻 注意：每一个表面都有一个表面辐射热阻。 对于黑表面，? ＝ 1 即黑体的表面热阻等于零。 第9章 辐射换热的计算 * 每一对表面就有一个空间辐射热阻。 ? 图8-10 空间辐射热阻 第9章 辐射换热的计算 * 根据上节中的公式(d) 是空间热势差， 则是空间辐射热阻， 第9章 辐射换热的计算 * 等效网络图 9.3.1 两漫灰表面组成的封闭系统 基尔霍夫定律： 流入节点的电流总和等于零 第9章 辐射换热的计算 * 求解 注意： (1)节点的概念； (2)每个表面一个表面热阻，每对表面一个空间热阻； 计算净辐射热流，其中i 代表表面1或表面2。 第9章 辐射换热的计算 * 9.3.2 多表面封闭系统 1、首先需要画出等效网络， 2、列出各节点的电流方程。 第9章 辐射换热的计算 * 9-12 由三个表面组成的封闭系统 9-13 三表面封闭腔的等效网络图 第9章 辐射换热的计算 * 节点热流方程如下： 求解上面的方程组，再计算净换热量。 第9章 辐射换热的计算 * A 画等效电路图； B 列出各节点的热流(电流)方程组； C 求解方程组，以获得各个节点的等效辐射； D 利用公式 计算每个表面的净辐 射热流量。 总结上面过程，可以得到应用网络法的基本步骤如下： 第9章 辐射换热的计算 * 9.3.3 两个重要特例 1. 有一个表面为黑体。黑体的表面热阻为零。 第9章 辐射换热的计算 * 例题 有一个表面绝热，即该表面的净换热量为零－重辐射面。 与黑体不同：此时该表面的温度未知 第9章 辐射换热的计算 * 9-4 气体辐射 气体辐射的特点 (1) 与温度及种类有关： 透明体：空气、氢气、氧气、氮气、惰性气体等分子结构对称的双原子分子气体； 非透明体：CO2、H2O、SO2、CH4等多原子气体及结构不对称的双原子气体CO具有辐射和吸收能力。 第9章 辐射换热的计算 * 图9-16 CO2 和H2O的主要吸收谱带 只在某谱带内具有发射和吸收辐射的本领，而对于其他谱带则呈现透明状态。如图9-16所示。 （2）气体辐射对波长具有选择性。 第9章 辐射换热的计算 * (3) 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比还与容器的形状和容积大小有关。 第9章