第十章辐射传热PPT.ppt

 二、实际灰体之间的辐射传热 1、有效辐射和投入辐射 ： 有效辐射J：单位时间内离开给定表面单位面积的总辐射热流量。 投入辐射G：单位时间内投射在单位面积上的总辐射热流量。 见图10-17所示为一温度均匀、发射 特性和吸收特性保持常数的表面。 J = ρ G +ε E b (1) q静= J- G= ρ G +ε E b - G = ε E b – (1- ρ) G (2)  由(1)得： (3) (3)代入 (2)中： q静= 对于不透明表面，穿透率 τ = 0，α＋ρ＝1 或 ρ=1- α q静=  当处于热平衡时：吸收多少，发射多少；把发射率 ε 看成吸收率α，即 α= ε，又因 Q净/F =q净 = 2、两实际灰体之间的辐射换热计算式 1，2两灰体物体之间的辐射换热式可表达为： 式中：σ — 斯蒂芬-波尔兹曼常数 F1,2是一个与? 1,2 , ε1, ε2, F1, F2有关的系数， 即： F1,2 = f (? 1,2 , ε1, ε2, F1, F2) = εs  式中：εs为物体1，2构成系统的发射率 ? 1,2为表面1到表面2的角系数 F1,2的具体形式与物体1，2的表面相对大小和几何关系而定，且还与 F1和 F2的表面发射率ε1, ε2有关。 对于a）和b）两种相对表面的几何条件，F1,2可分别表示为：  a）情形（见图），F2F1，且F2 完全包围F1 (? 1,2 = 1, ? 2,1 = F1/ F2 ) Q1,2 = ε1F1 ? 1,2σT14 － α1F2 ?2,1σT24 F1 ? 1,2 = F2 ? 2,1 ， α1 = ε1 Q1,2 = ε1F1σ( T14 － T24 ) 所以 F1,2 = εs = ε1  b）两无限大平行板间的辐射换热Exchange Between Infinite Parallel Plates 图10-18所示，两无限大灰体平行平板由1表面发射到2表面 E1，被吸收了α1 E1 ，有 ρE1被反射回来，又被吸收和反射，直到完全被吸收。这种反复进行的吸收和反射是在瞬间完成的。  两平板之间的辐射换热净热流密度等于：   将两式相加，表面1的有效辐射J1为： 同理，表面2的有效辐射J2为： 当平板为无限大时， ? 1,2 = ? 2,1＝1 表面2的有效辐射即它对表面1的投入辐射， 即G1＝ J1 ，同理 G2＝ J2  式中： ε1, ε2－分别为平板1和平板2的黑度； εs －－该辐射换热系统的系统黑度， 因ε11，ε21，所以εs 1 如果两个平板均为黑体，即ε1＝ε2＝1，所以： 式中：C0 = 5.67 W/(m2·k4) * * 第十章 辐射传热Chapter 10 Radiation Heat Transfer 10.1 黑体辐射基本定律 Black Body Radiation 一、基本概念(Basic Concepts) 1、热辐射 (Thermal Radiation) 任何物体当T＞0 K时，其物质中的原子/分子都会产生热运动，并引起其电子运动轨道的变化，从而向周围空间产生各种波长的电磁波。 这种电磁波具有能量，当被其他物体吸收后，其中波长在0.1～100μm范围内的电磁波会转化为热能，这样一种热能传输方式称为热辐射。 （其中0.1～100μm转化热能更显著）热辐射主要集中在红外线及可见光的波长内，见图10-1。  热辐射区别于其它传热方式(导热和对流传热)的最大特点是一种非接触式传热，因为电磁波在真空中就可传播。 可见光的波长为λ=0.38μm ～0.76μm ，属热辐射电磁波的一部分。 2、热辐射的吸收率、反射率和透射率 Absorptiv