灰体空间内非灰气体辐射的段法模型.pdf

第２０卷第２期 江 苏 科 技 大 学 学 报（自然科学版） Ｖｏ１２０ Ｎｏ２ 　 ２００６年０４月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）　 Ａｐｒ．２００６ 　　　　　　 文章编号：１６７３－４８０７（２００６）０２－００７６－０４ 灰体空间内非灰气体辐射的段法模型 １ １ ２ 聂宇宏 ，刘　勇 ，陈海耿 （１．江苏科技大学 机械与动力工程学院，江苏 镇江２１２００３；２．东北大学 材料与冶金学院，辽宁 沈阳１１０００４） 摘　要：从辐射全交换面积的概念出发，推导了封闭空间边界为灰体，介质为非灰气体的辐射全交换面 积计算式。气体的辐射特性用灰气体加权和模型描述。实验结果表明，文中推导方法正确。将黑体封 闭空间的全交换面积近似用于灰体封闭空间的方法与文中的方法相比，计算所得辐射全交换面积的误 差较大，尤其是表面段对气体段的全交换面积，但相邻段间的全交换面积误差较小。 关键词：气体辐射；段法；辐射全交换面积；灰气体加权和模型；灰体空间 中图分类号：ＴＫ１２４；ＴＫ２２４１　　　　　　　　文献标识码：Ａ ＺｏｎａｌＭｅｔｈｏｄＵｓｅｄｆｏｒＮｏｎｇｒａｙＧａｓｅｓＲａｄｉａｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎＧｒａｙＥｎｃｌｏｓｕｒｅ １ １ ２ ＮＩＥＹｕｈｏｎｇ，ＬＩＵＹｏｎｇ，ＣＨＥＮＨａｉｇｅｎｇ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇ．，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＺｈｅｎｊｉａｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１２００３，Ｃｈｉｎａ； ２ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌ＆Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｈｅｎｙａｎｇＬｉａｏｎｉｎ１１０００４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎｏｆｔｏｔａｌｒａｄｉａｎｔｅｘｃｈａｎｇｅａｒｅａ，ｔｈｅｔｏｔａｌｒａｄｉａｎｔｅｘｃｈａｎｇｅａｒｅａｓｆｏｒ ｎｏｎｇｒａｙｍｅｄｉｕｍｗｉｔｈｇｒａｙｅｎｃｌｏｓｕｒｅａｒｅｄｅｒｉｖｅｄ．Ｗｅｉｇｈｔｅｄｓｕｍｏｆｇｒａｙｇａｓｅｓｍｏｄｅｌｉｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎｏｎｇｒａｙｇａｓｅｓｄｕｒｉｎｇｄｅｒｉｖｉｎｇ．Ｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｈｅａｔｆｌｕｘｅｓｏｆａｆｕｒ ｎａｃｅ ｗａｌｌ． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｍｏｒｅ ｃｏｒｒｅｃｔ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｒｅａｒｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｌａｒｇｅｅｒｒｏｒｓｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅ ｔｈｏｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｔｏｔａｌｒａｄｉａｎｔｅｘｃｈａｎｇｅａｒｅａｆｏｒｂｌａｎｋｅｎｃｌｏｓｕｒｅｔｏｔｈｅｅｎｃｌｏｓｕｒｅｗｉｔｈｇｒａｙｓｕｒｆａｃｅ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｆｏｒｔｈｅｔｏｔａｌｒａｄｉａｎｔｅｘｃｈａｎｇｅａｒｅａｓｆｒｏｍｓｕｒｆａｃｅｚｏｎｅｓｔｏｇａｓｚｏｎｅｓ．Ｂｕｔｔｈｅｅｒｒｏｒｆｏｒｔｈｅａｄｊａｃｅｎｔｚｏｎｅｉｓｔｈｅ ｓｍａｌｌｅｓｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇａｓｒａｄｉａｔｉｏｎ；ｚｏｎａｌｍｅｔｈｏｄ；ｔｏｔａｌｒａｄｉａｎｔｅｘｃｈａｎｇｅａｒｅａ；ｗｅｉｇｈｔｅｄｓｕｍｏｆｇｒａｙｇａｓｅｓｍｏｄｅｌ； ｇｒａｙｅｎｃｌｏｓｕｒｅ ０　引　言 气体中的辐射传热对燃烧系统的研究非常重要，辐射热流量会深刻影响燃烧性能，因此有必要准确 求解气体中的辐射问题。由于燃烧气体的辐射特性随光谱强烈变化，为准确模拟气体中的辐射换热，必 须考虑气体的非灰辐射特性。