专业级课程名称热工基础 广西现代职业技术学院.doc

第 9 次课 课题：辐射换热（2学时） 一、本课的基本要求 1．掌握热辐射及其特点。 2．理解吸收率、反射率、透过率的概念。 3．掌握绝对黑体、辐射力、单色辐射力的概念。 4．掌握绝对黑体两个基本定律及其应用。 5．掌握黑度、灰体的概念，说明的问题。 6．理解余弦定律的含义。 二、本课的重点、难点 重点：热辐射及其特点、绝对黑体两个基本定律及其应用。 难点：灰体的概念。 三、作业 习题P232 12-10 四、教参及教具 《动量、热量、质量传输原理》 高家锐主编 重庆大学出版社 图12-2 图12-7 图12-9 图12-10 第12章 辐射换热 12.1 辐射换热的基本概念 1．热辐射的特点 按电磁波的波长可分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线和宇宙射线七类。 可见光（0.38-0.76μm）、红外线（0.76-600μm）—热射线（0.38-40μm） 发射热射线的过程—热辐射 （1）不需要物质作传热媒介，而是依靠发射电磁波来传递热量。 （2）伴随着能量形式的两次转化 发射物体 热能（内能）辐射能热能（内能） 接收物体 （3）物体，进行热辐射 发射物体T1=接收物体T2 Q1= Q2 热的动态平衡 （导热、对流 温差） 2．辐射能的吸收、反射与透过 图12-2 P197 吸收率 反射率 透过率 a=1 绝对黑体 简称黑体 r=1 绝对白体 简称白体 d=1 绝对透热体 简称透热体 一般固体、液体 表面辐射 d=0 a+r=1 a，r；a，r 一般气体 容积辐射 r=0 a+d=1 a，d；a，d 黑体、白体—热射线（可见光、红外线） 黑颜色、白颜色—可见光 白颜色物体不一定是白体，例如白雪。 3．黑体模型 图12-7 P200 空腔吸收率0.6，小孔面积/空腔内表面积0.6%，小孔吸收率 0.996 炉门损失热量 4．辐射力 辐射力：发射物体每单位表面积、单位时间内向半球空间所发射的全部波长的能量。符号E W/m2 单色辐射力：某波长λ的能量。 W/m2.μm 方向辐射力：某方向θ的能量。 W/m2.sr 12.2 热辐射的基本定律 1．普朗克定律 W/(m2·μm) 黑体辐射光谱连续 ； 维恩位移定律 λmax ·T=2897. 6 μm·K ，，向短波方向移动，可见光，热物体亮度变化 500~550℃ 600℃ 800~850℃ 1000℃ 1300℃ 不发光 暗红色 鲜红色 桔黄色 亮黄色 亮白色 炉火纯青 应用：一定， 光学高温计 红外温度计 2．斯忒藩—玻耳兹曼定律 W/m2 Cb—黑体辐射数，W/(m2·K4) 四次方定律 ， 全辐射高温计 3．灰体辐射 图12-10 P203 单色黑度 黑度 灰体 辐射光谱连续，与黑体相似。 C—灰体辐射系数W/(m2·K4) 黑体 灰体 实际物体 取决于物体性质、表面状况、温度。 一般工程材料近似作为灰体处理。 4．基尔霍夫定律 吸收率表示物体能力表示物体能力或 灰体 简化计算 分析：1）黑体 吸收能力 吸收能力 3） 不能吸收的，也不能辐射；不能辐射的，也不能吸收。 5．朗伯定律—余弦定律 余弦定律 它表明沿法线方向（=0°) 的射力最大，°方向的方向辐射等于零。第 10 次课 课题：辐射换热（2学时） 一、本课的基本要求 1．掌握角系数的定义、性质和简单封闭系角系数的确定。 2．理解有效辐射、差额热量的概念。 3．会计算两灰体表面间的辐射换热量。 二、本课的重点、难点 重点：角系数的定义、性质，两灰体表面间的辐射换热量计算。 难点：加遮热板后的辐射换热量计算。 三、作业 习题P232 12-12 12-13 四、教参及教具 《动量、热量、质量传输原理》 高家锐主编 重庆大学出版社 图12-18 图12-19 图12-25 图12-26 图12-27 图12-34 图12-36 12.3 固体表面间的辐射换热角系数角系数任意两表面所组成的体系，其中一个表面所发射的辐射能投射到另一表面上的能量占发射总能量的百分数，称为第一表面对第二表面的辐射角系数，简称角系数，记为φ。同理，第二表面对第一表面的辐射角