辐射换热的计算.ppt

求解上面方程组获得 ，根据： 计算净辐射热流，其中i 代表表面1或表面2。 在上面的过程中需要注意的是(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；(3)以及画电路图的一些基本知识。 （2）下面再来看一下三个表面的情况，见图9-21。与两个表面相似，首先需要画出等效网络，见图9-22所示，然后，列出各节点的电流方程。 这种把辐射热阻比拟成等效的电阻从而通过等效的网络图来求解辐射换热的方法称为辐射换热的网络法。 第三十页，共69页。 9-21 由三个表面组成的封闭系统 9-22 三表面封闭腔的等效网络图 第三十一页，共69页。 节点 的热流方程如下： 求解上面的方程组，再计算净换热量。 第三十二页，共69页。 总结上面过程，可以得到应用网络法的基本步骤如下： ①划出等效的网络图。画图时注意（a）每一个参与换热的表面（净换热量不为零的表面）均应有一段相应的电路，它包括源电势、表面热阻及节点电势；(b)各节点之间通过空间辐射热阻连结。 ②列出节点的电流方程。划出等效的网络图后，辐射换热问题就可作为直流电路问题来求解。图9-21 9-22示出三个表面的辐射换热量问题的等效的网络图，据电学中的基尔霍夫定律列出节点的电流方程： ③求解上述方程得出节点电势J1、J2、J3（表面辐射热阻） ④按下式确定每个表面的净辐射换热量。 第三十三页，共69页。 (3) 两个重要特例 a 有一个表面为黑体。黑体的表面热阻为零。其网络图见图9-23a。上述方程简化为二元方程组。 b有一个表面绝热，即净辐射换热量q为零。设表面3为绝热，则 即该表面的有效辐射等于某一温度下的黑体辐射。但此时绝热表面的温度是未知的，而由其他两个表面所决定，其等效网络图如图（9-23b）所示。J3是一个浮动电势，取决于J1、J2及其间的两个表面热阻。简化的电路图见图（9-23c）可清楚地看出上述特点。 第三十四页，共69页。 9-23 三表面系统的两个特例 第三十五页，共69页。 这种表面温度未定而净的辐射换热量为零的表面称为重辐射面。计算式见414页的e、f、g式。 在工程计算中常会遇到重辐射面的情形。加热炉中保温很好的耐火炉墙就是这种绝热表面。这时可以认为它把落在其表面的辐射能又完全重新辐射出去，因而被称为重辐射面。虽然重辐射面与换热面之间无净辐射换热交换，但它的重辐射作用却影响到其他换热表面间的辐射换热。 3数值计算法（自学） 第三十六页，共69页。 §9-4 辐射换热的强化与削弱 由于工程上的需求，经常需要强化或削弱辐射换热。本节利用本章以前讨论的内容对强化或消弱辐射换热的方法作一归纳，最后给出辐射换热表面换热系数的定义及计算方法。 1强化辐射换热的方法 可采用增加换热表面黑度(即减少表面热阻)以及改变两表面的布置以增加角系数（即减少空间热阻）的方法。 增加黑度时应注意首先增加对换热影响最大的那一个表面的黑度（例空腔与内包物体的换热应增加内包物体的黑度更有效）。 2削弱辐射换热的方法 可采用减少表面黑度（增加表面热阻）及在两辐射表面之间安插遮热板（增加总热阻）的方法。例如卫星表面采用对太阳能吸收率小的材料做表面涂层,置于室外的发热设备（如变压器）用浅色油漆作为涂层。 第三十七页，共69页。 为了减少辐射换热，在换热面之间插入薄板是个有效措施。 （1）板式遮热板 未插入遮热板时两个大平板的辐射换热量为： 中间插入一块遮热板后的辐射换热量为： 第三十八页，共69页。 插入n块相同黑度的遮热板后的辐射换热量为： 若ε1=ε2=ε3=ε，则 第一块遮热板使辐射换热量减少了1/2 第二块遮热板使辐射换热量减少了1/2-1/3=1/6 第三块遮热板使辐射换热量减少了1/3-1/4=1/12 第四块遮热板使辐射换热量减少了(1/n-1/n+1)=1/n(n+1) 第三十九页，共69页。 当在两个平板（ε=0.8）间插入一块黑度为0.05的遮热板时，可使辐射换热量减少到原来的1/27。 （2）筒状遮热板 未插入遮热板时的辐射换热量为： 中间插入一块遮热板后的辐射换热量为： 插入n块相同黑度的遮热板后的辐射换热量为： 第四十页，共69页。 遮热板的应用 （1）汽轮机中用于减少内、外套管间辐射换热的园筒形遮热板。 （2）遮热板应用于储存液态气体的低温容器。储存液氮、液氧的容器（见图9-42）。采用多层遮热板并抽真空的超级隔热材料，遮热板用塑料薄膜制成，其上涂吸收率很小的金属箔层(