4辐射传热教程.pptxVIP

4 辐射传热基本概念辐射：物体通过电磁波来传递能量的过程。 热辐射：物体由于热的原因以电磁波的形式向外发射能量的过程。 特点：能量传递的同时还伴随着能量形式的转换；不需要任何介质。NQQR式中——吸收率； ——反射率； ——透过率。 QAQD 热辐射对物体的作用总能量Q:被物体吸收QA ；被反射QR ；穿过物体QD 能量守恒定律：A,R,D = f (物体性质、温度、表面、辐射波长）固体、液体： D=0R+A=1气体：R=0A+D=1 黑体：白体（镜体）：透热体：灰体：指能以相同的吸收率吸收所有波长 的辐射能的物体。几种假想物体假想物体定义ARD较接近的实物黑体能全部吸收辐射能的物体100表面粗糙红砖白/镜体能全部反射辐射能的物体010表面磨光的铜透热体能透过全部辐射能的物体001单原子/对称双原子气体灰体能以相同的吸收率且部分地吸收0~∞所有波长范围的辐射能的物体?1- ?0一般固、液体物体的辐射能力 物体在一定温度下，单位表面积，单位时间内所发射的全部辐射能（波长从0到?），W/m2。 物体的单色辐射能力：物体在一定温度下，发射某种波长的能力；以E?表示，单位W/m3。辐射能与单色辐射能的关系：普朗克定律 描述黑体的单色辐射能力, 揭示了黑体辐射能力按照波长的分配规律.一、黑体斯蒂芬-波尔茨曼定律式中 ?0──黑体辐射常数，= 5.67× 10-8W/(m2 .K4)； C0──黑体辐射系数，= 5.67W/(m2 .K4)四次方定律表明，热辐射对温度特别敏感。 二、 实际物体物体的黑度 ?1 物体的黑度?：物体的种类、表面温度、表面状况、波长。是物体辐射能力接近黑体辐射能力的程度。 三、灰体式中 C——灰体的辐射系数，C=5.669?W/(m2.K4)E Eb（1-A ）EbAEb Ⅱ 黑体 Ⅰ灰体 四、克希霍夫定律对灰体:热交换达到平衡时 T=Tb,Q=0任意物体:T TbA A=1克希霍夫定律结论：（1）任何物体的发射能力与吸收率的比值均相同，且等于同温度下绝对黑体的发射能力。物体的发射能力越强，其吸收率越大。（2）A=? 即同温度下，物体的吸收率与黑度在数值上相等。 ? ：表示灰体发射的辐射能占同温度下黑体发射的分数； A ：表示外界投入的辐射能可被物体吸收的分数。（３）Ａ＜１，Ｅ＜Ｅ０，即在任何温度下，各种物体中以绝对黑体的发射能力为最大。两固体间的相互辐射两无限大平行灰体壁面间的相互辐射设 T1 T2E1、E2——1、2面在温度T1 、T2下的发射能力；E1’、E2’——1、2面发射的总能量。两平面间单位面积的辐射热量：将代入：——总发射系数两平面的面积有限时：式中 A——平面的传热面积； ?1-2——角系数(物体1发射辐射能被2拦截分率)。三、影响辐射传热的因素1. 温度的影响 Ｑ? ?T4 ， 低温时可忽略，高温时可能成为主要方式2. 几何位置的影响3. 表面黑度的影响 Ｑ? ?，可通过改变黑度的大小强化或减小辐射传热。4. 辐射表面间介质的影响 减小辐射散热，在两换热面加遮热板（黑度较小的热屏）。