第14章-辐射传热的计算.ppt

第14 章　辐射传热 Radiative heat transfer  14.3.3 基尔霍夫定律  该定律反映了实际物体的吸收率A与其黑度ε之间的关系。 对于黑体表面来说，物体发出的能量全部被黑体吸收，对于物体来说，黑表面发出的能量吸收一部分，其余的反射到黑表面，又被黑体吸收。 对 物体 有: 辐射的能量为： E 反射的能量为： REb=(1-A) Eb 吸收的能量为 A Eb 对于黑体有： 辐射的能量为： Eb 反射的能量为： 0 吸收的能量为 E+( 1-A) Eb 物体净放出的能量为： q = E – A Eb (1) 黑体净吸收的能量为 qb = E + (1-A) Eb – Eb (2) 当两物体达到热平衡时， qb = q = 0 由(1) 式和(2)式均可得： A = E / Eb= ? 同理可得 A ?= ?? 条件：1 有一个表面为黑表面。 2 两表面间达到热平衡 。 基尔霍夫定律说明了在上述条件下物体的吸收率等于其黑度，即善于辐射的物体，同样善于吸收 由于条件的限制，使得该定律没有多大的实用价值，为此提出了灰体的概念。 14.3.4 灰体 定义：单色吸收率和单色黑度与波长无关的物体 即灰体的吸收率和黑度只与其自身的条件有关，而与投射物体无关。 其单色辐射力与波长的变化规律同黑体的是相似的。 也是一种理想化的物体。 对于灰体而言，可得 A = A?= ??= ? 又由于灰体的吸收率和黑度与投射物体无关，所以不用满足基尔霍夫定律所要求的条件。 即： A = ? 大多数的工程材料都可看成是灰体，可以利用基尔霍夫定律来确定其吸收率,使问题得以简化。 1 对于温度为T1的非金属表面，吸收率近似的等于按投射物体的温度T2来查出该非金属表面的黑度 2 对于温度为T1的金属表面，吸收率近似的等于按几何平均温度(T1·T2)1/2来查出该金属表面的黑度， T2为投射物体的温度。 计算两个表面间的辐射热交换时必须知道： 1 表面放出了多少热量？ 2 表面放出的热量有多少投射到另一表面上？ 3 表面吸收了多少能量？ 气体光谱辐射强度的削弱规律－贝尔定律 辐射能通过吸收性气体层，不断被气体吸收而削弱。削弱的程度取决于辐射强度和气体分子数目。 贝尔定律：光谱辐射强度呈指数规律衰减。 气体的光谱穿透比 气体的光谱反射比 气体的光谱发射率 14.7 气体辐射的特点及计算 x dx s 辐射传热 Radiative heat transfer 气体发射率与平均线程长 气体发射率： 气体辐射力： 气体辐射力与射线行程长度有关 如何评价？ 平均线程长 s 将形状各异的气体容积辐射力＝当量半球内相同气体对球心的辐射力 平均射线行程长＝当量半球半径 平均线程长 s 依据气体容积形状查表9-3 s＝3.6×V/A 气体的分压力 14.7 气体辐射的特点及计算 辐射传热 Radiative heat transfer 气体辐射的计算（发射） 气体发射率： 气体辐射力： 气体发射率的计算 H2O CO2 H2O+CO2 查图9-31，9-32 查图9-33，9-34 查图9-31～9-35 上标*表示总压力105Pa，水蒸气或CO2分压力为零的理想情况。 14.7 气体辐射的特点及计算 辐射传热 Radiative heat transfer 气体辐射的计算（吸收） 由于气体辐射对波长具有选择性，不能视为灰体 气体吸收比的计算 H2O+CO2 14.7 气体辐射