传热学第八章－辐射换热的计算－.pptVIP

第八章辐射换热计算;假设：

(1)把参与辐射换热的有关外表视作一个封闭腔，外表间的开口设想为具有黑外表的假想面；

(2)进行辐射换热的物体外表之间是不参与辐射的透明介质(如单原子或具有对称分子结构的双原子气体、空气)或真空；

(3)参与辐射换热的物体外表都是漫射(漫发射、漫反射)灰体或黑体外表；

(4)每个外表的温度、辐射特性及投入辐射分布均匀。;〔一〕封闭空腔中诸灰外表间的辐射换热

对于多个外表组成的封闭空腔，采用网络法计算不方便，可以从能量平衡法入手进行分析。;于是，离开i外表的净辐射热流为;于是，节点i的有效辐射通用表达式可写为;减少外表间辐射换热最有效的方法是采用高反射比的外表涂层，或者在辐射外表之间加设防辐射屏。;两平板的温度各自均匀分布，且分别等于T1和T2，它们的黑度分别为ε1和ε2。此时在两平板之间平行放入一个平板3，其黑度为ε3，那么平板3就成为一块辐射屏。;没有遮热屏时，由两平面的辐射热平衡有：;即辐射量减少为原来的一半。可以设想，假设参加n块发射率相同的遮热板，那么热量将减少为原来;〔2〕应用于储存液态气体的低温容器。

对储存液氮、液氧等容器，为了提高保温效果，采用多层屏壁并抽真空。遮热板用塑料簿膜制成，其上涂以反射比很大的金属箔层。箔层厚度约0.01-0.05mm,箔间嵌以质轻且导热系数小的材料作分隔层，绝热层中抽成高度真空。;〔3〕用于超级隔热油管

石油在地层下数千米，粘度大，开采时需注射高温高压蒸汽使其粘度降低。为减少蒸汽散热损失，可采用类似低温保温容器的多层遮热板并抽真空。;在热平衡时，热电偶温度不再变化，此温度为指示温度，它必低于气体的真实温度。使用遮热罩抽气式热电偶时，热电偶在遮热罩保护下辐射散热减少，抽气作用可增加对流换热，使测温误差减少。;〔三〕气体辐射

3-1：气体辐射的特点

(a)固体外表的辐射和吸收光谱具有连续性，但气体的辐射和吸收具有明显选择性；只能辐射和吸收某一定波长范围内的能量。利用这一性质可制成谱带分析仪，分析物质的成份；

(b)对于某一投射辐射，只存在吸收和透射；?＋?＝1

(c)气??的吸收和辐射在整个气体空间中进行，而固体的辐射和吸收那么仅在很薄的外表层中进行。气体对辐射的吸收与气体的温度、气体分压和辐射层厚度S有关;3-2：气体吸收定律

设x=0处的单色辐射强度为I?,在经过x距离后，发生在厚度为dx的无限小薄层的衰减量为;定义气体的透过率为;影响气体发射率的因素有;例1：平板型太阳能集热器的吸热外表对太阳辐射的吸收率为0.92，外表发射率为0.15，集热器外表积是20m2，外表温度为80℃,周围空气温度为18℃，外表对流换热系数为3W/m2K，当集热器外表的太阳总辐射强度为800W/m2，天空温度为0℃时，试计算该集热器可利用的太阳能辐射热和它的效率。;其中：太阳辐射得热=20?800?0.92=14720W;例2：两平行无限大平壁，发射率?1＝0.5;?2=0.8;中间遮热板的发射率?31＝?32=0.05，求辐射换热减少的百分数。;由于是无限大平壁，消去A1=A2=A3=F;例3：半球形容器的r=1m，底部圆形面积上有温度为200℃的辐射外表1和温度为40℃的吸热外表2。它们各占圆形面积之半。1、2外表均是黑外表，容器壁面3是绝热外表，试计算外表1、2之间的辐射换热和容器壁3的温度。;由角系数的完备性：;整理得;例4：在加工过程中，面积A2＝15m2的曲面太阳能吸收器外表上的特殊涂层受宽W=1m的红外加热器的照射处理，吸收器和加热器的长度都是L＝10m，它们相隔的距离为H＝1m。：加热器的温度为T1＝1000K,发射率?1＝0.9，吸收器的温度T2＝600K，发射率?2＝0.5,这个系统被放在壁温为300K的一个大房间里，问传给吸收器的净辐射热流是多少？;分析：

传给吸收器的净辐射热流为;那么;同理，对于加热器，也有