第七章工程传热学 (2).pptVIP

**12a)一个凸形漫灰表面被另一个漫灰表面包围下的两表面间的辐射换热。图中A1表面被A2表面所包围，因而A1对A2的角系数为1。第30页，共60页，星期日，2025年，2月5日**b)两个紧靠的平行表面之间的辐射换热。A2A1这是上一种情况的特例，即A1表面非常紧靠A2表面的情形，此时有A1对A2的角系数为1，且A1≈A2。于是两个漫灰表面之间的辐射换热热流为：第31页，共60页，星期日，2025年，2月5日**c)一个凸形漫灰表面对大空间的辐射换热。这实质上是包围表面A2特别大的情况。此时，除X1，2＝1之外，A1/A2→0或者相当于ε2→1，这也就是把大空间视为一个黑体。12第32页，共60页，星期日，2025年，2月5日**仿照上述公式的表示方法，可以将下述公式写成一般的通用形式：式中εn为辐射换热系统的系统黑度第33页，共60页，星期日，2025年，2月5日**例7-2：液氧储存器为双壁镀银的夹层结构，外壁内表面温度tw1=20℃，内壁外表面温度tw2=-183℃，镀银壁的发射率?=0.02。试计算由于辐射换热每单位面积容器层的散热量。解：因为容器夹层的间隙很小，可认为属于无限大平行表面间的辐射换热问题：第34页，共60页，星期日，2025年，2月5日**讨论：镀银对降低辐射散热量作用很大。作为比较，设取?1=?2=0.8，则将有q1,2=276W/m2，增加66倍例7-3：一根直径d=50mm，长度l=8m的钢管，被置于横断面为0.2×0.2m2的砖槽道内。若钢管温度和发射率分别为t1=250℃、?1=0.79，砖槽壁面温度和发射率分别为t2=27℃、?2=0.93.试计算该钢管的辐射热损失。解：因为l/d1，可认为是无限长钢管，热损失为：第35页，共60页，星期日，2025年，2月5日**讨论：这一问题可以近似地采用A1/A2=0的模型。与上面结果只相差1%。第36页，共60页，星期日，2025年，2月5日**如图所示的由三个凸形漫灰表面构成的封闭空间，它在垂直纸面方向为无限长。三个表面的温度分别为T1、T2和T3；表面积分别为A1、A2和A3；黑度分别为ε1、ε2和ε3。A1T1?1A2T2?2A3T3?3Eb1J1J2Eb2Eb3J3②三个凸形漫灰表面间的辐射换热计算第37页，共60页，星期日，2025年，2月5日**可列出3个节点J1、J2、J3处的电流方程如下：对于节点1：对于节点2：对于节点3：Eb1J1J2Eb2Eb3J3第38页，共60页，星期日，2025年，2月5日**求解上述代数方程得出节点电势（表面有效辐射）J1、J2、J3。从而求出各表面净辐射热流量Q1、Q2和Q3，以及表面之间的辐射换热量Q1，2、Q1，3以及Q2，3等。在三表面封闭系统中有两个重要的特例可使计算工作大为简化，它们是有一个表面为黑体或有一个表面绝热：第39页，共60页，星期日，2025年，2月5日**（1）有一个表面为黑体。设表面3为黑体。此时其表面热阻(1-?3)/(?3A3)，从而有J3=Eb3，这样网络图就可以简化成下图，代数方程简化为二元方程组。Eb1J1J2Eb2J3=Eb3第40页，共60页，星期日，2025年，2月5日**（2）有一个表面绝热，即净辐射换q为零。设表面3绝热，则，即该表面的有效辐射等于某一温度下的黑体辐射。与已知表面3为黑体的情形所不同的是，此时绝热表面的温度是未知的，要由其它两个表面决定。Eb1J1J2Eb2J3=Eb3第41页，共60页，星期日，2025年，2月5日**等效电路图所如上图所示。注意此处J3=Eb3是一个浮动电势，取决于J1、J2及它们之间的两个空间热阻。下图是另一种表示方法。Eb1J1J2Eb2J3第42页，共60页，星期日，2025年，2月5日华中科技大学热科学与工程实验室HUSTLabofThermalScienceEngineering第七章工程传热学第1页，共60页，星期日，2025年，2月5日**假设：(1)把参与辐射换热的有关表面视作一个封闭腔，表面间的开口设想为具有黑表面的假想面；(2)进行辐射换热的物体表面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表面都是漫射(漫发射、漫反射)灰体或黑体表面；(4)每个表面的温度、辐射特性及投入辐射分布均匀。第2页，共60页，星期日，2025年，2月5日**