化工原理上册课件第三版751页全精品内容资料.ppt

黑体： 白体（镜体）： 透热体： a,r,d = f(物体性质、温度、表面、辐射波长） 固体、液体： 气体： r=0 a+d=1 d=0 r+a=1 a=1 r=1 d=1 三、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 ?0──黑体辐射常数，=5.67× 10-8W/(m2 .K4)； C0──黑体辐射系数，=5.67W/(m2 .K4) ——斯蒂芬-波尔茨曼定律 1.辐射能力 四次方定律表明，热辐射对温度特别敏感。 四、黑体的辐射能力与吸收能力 2. 吸收能力 a=1 五、实际物体的辐射能力与吸收能力 1. 辐射能力 物体的黑度： ?1 说明： ① 黑度表示实际物体接近黑体的程度 ② 影响物体黑度?的因素 物体的种类、表面温度、表面状况、波长 ③ 物体的黑度是物体的一种性质，只与物体本身的情况有关，与外界因素无关，其值可用实验测定. ④ 物体的黑度不单纯是颜色的概念 ——以黑度?表征 2.吸收能力 ① 特点 a. 部分吸收 a1 b. 对不同波长的辐射能吸收的程度不同 c. 影响因素：物体本身的情况(物体种类，表面温度，表面头部等)，辐射物体的情况（即所辐射的波长） ② 结论：实际物体的吸收率a比黑度?更复杂。 六、灰体的辐射能力和吸收能力 1. 灰体 以相同的吸收率吸收所有波长的辐射能的物体。 ① 灰体的吸收率不随辐射线的波长而变。 ② 灰体为不透热体，即a+r=1 2. 灰体的特点 3. 灰体的吸收能力——吸收率a 克希霍夫定律 4.灰体辐射能力表征——黑度? 七、两固体间的相互辐射 任意放置的灰体1和2，其面积分别为A1和A2，表面温度分别为T1和T2不变。两灰体表面的辐射能力和吸收率分别为E1、E2和a1、a2 。 ——系统黑度 式中 Q12——高温物体1向低温物体2传递的热量，W； ?1-2——几何因子或角系数； A——辐射面积，m2； T1——高温物体的温度，K； T2——低温物体的温度，K。 讨论 ① 对两块相距很近而面积足够大的平行板，?1-2 =1。 即物体的相对位置对辐射传热已无影响。 ② 一物体被另一物体包围时的辐射 A1/A2≈1 A1/A2≈0 不必知道ε2和A2即可求出Q12。大房间内高温管道的辐射散热，气体管道内热电偶测温的辐射误差计算都属于此种情况。 3. 影响辐射传热的因素 Ｑ? ?T4 ， 低温时可忽略，高温时可能成为主要方式　 ① 温度的影响 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）。 6.5.2 高温设备及管道的热损失 对流散热： 辐射散热： 令?=1 总热损失： 对流-辐射联合传热系数，W/(m2.K) 空气自然对流，当tW150?C时 空气速度u=5m/s时 管道及圆筒壁保温层外 空气速度u5m/s时 平壁保温层外 (2) 空气沿粗糙壁面强制对流 6.6.1 传热过程的数学描述 6.6.2 传热过程基本方程式 6.6.3 换热器的设计型计算 6.6.4 换热器的操作型计算 6.6.5 非定态传热过程的拟定态处理 6.6.6 变系数的传热过程计算 6.6 传热过程的计算 6.6.1 传热过程的数学描述 一、热量衡算微分方程式 研究对象: 微元传热面积dA 假设：① 热、冷流体的质量流量为常数；② 热、冷流体的热容cp1、cp2及K沿传热面不变；③ 忽略换热器的热损失；④ 过程系定态传热。 热量衡算式： 热流体： 冷流体： 二、微元传热速率方程式 热流体→壁面 内壁面→外壁面 壁面→冷流体 定态传热 tw Tw 对流 对流 导热 冷流体 热流体 t T Q 定性温度的取法： 四、应用准数关联式的注意事项 2．特性尺寸 3．准数关联式的适用范围。 1．定性温度:确定物性参数数值的温度称为~。 取对流动与换热有主要影响的某一几何尺寸。 a. 流体进出口温度的平均值tm＝(t2＋t1)/2； b. 壁面的平均温度tw; c. 流体与壁面的平均温度称为平均膜温t=(tm+tW)/2。 一、流体在管内的强制对流 适用范围： Re10000，0.7Pr1