热辐射原理和计算.ppt

热辐射原理和计算;1 热辐射的基本概念 ;(2)热辐射对物体的作用——A、R、D ;理想物体，作为实际物体一种比较标准→简化辐射传热计算。 ;黑体(绝对黑体)：A=1，R=D=0→辐射与吸收能力max， 在热辐射的分析与计算中具有特殊重要性。 镜体(绝对白体)：R=1，A=D=0； 能全部反射辐射能，且入射角等于反射角(正常反射)。 透过体(绝对透过体)：D=1，A=R=0；能透过全部辐射能的物体。 ;物体的性质； 表面状况； 温度； 投射辐射线的波长。;物体在一定温度下，单位时间、单位表面积所发出全部波长的总能量。 E（J/m2·s，即W/m2） ;① 对应于每一温度T→均为一条能量分布曲线；;② T↑ ，Ebλ，max移向波长较短的方向;(2) Stefan-Boltzmann law(四次方定律) ;(3) 灰体的辐射能力E — ε ;——灰体辐射能力与吸收能力间(E～A)的关系;两无限大的平行平壁——两壁面间距离<<壁面尺寸； 其中一壁面1——灰体T1、E1、A1<1；另一壁面2——黑体T2、Eb、Ab=1； T1>T2，两壁面间为透热体(D=1)，系统对外绝热。;3 物体间的辐射传热 ——讨论两灰体间的辐射传热;(2) 两无限大灰体平行平壁间辐射传热计算q1-2; 同理，壁面2的有效辐射Eef2为：;引入总辐射系数C1-2(物体1对2)：取决于壁面的性质、两壁面的几何尺寸；;(4) 任意两灰体间的辐射传热速率Q1-2(引入角系数φ1-2);② 一物体被包围——室内、加热炉内、同心圆球、同心圆筒等(A1);③ 物体2恰好包住物体1(A2≈A1)：;为削弱物体表面间辐射传热，常在换热表面间插入薄板 遮热板ε↓→阻挡辐射传热。;例：计算遮热板的作用。 某车间内有一高度为0.7m，宽1m的铸铁炉门(已氧化)，表面温度450℃，室 温为27℃。为减少炉门的辐射散热，在距炉门35mm处放置一块与炉门大小 相同的铝制遮热板(已氧化)，试计算放置遮热板前、后炉门因辐射而散失的 热量。(铸铁ε1=0.75， 铝ε3=0.15);放遮热板后，因炉门与遮热板间距离小→两者之间辐射传热视为两无限大平壁???的相互辐射，则有：;稳态传热，Q1-3=Q3-2;例：热电偶的测温误差。 ① 裸露热电偶—测得管道内高温气体T1=923K。 已知：管壁TW=440℃，热电偶表面ε1=0.3，高温气体对热电偶表面α1=50W/m2·℃， 试求：管内气体真实温度Tg及热电偶测温误差； ② 若采用单层遮热罩(ε2=0.3)抽气式热电偶， α2=90W/m2·℃(抽气α↑)， 试求：热电偶的指示温度T1。; 气体对遮热罩表面对流传热速率=遮热罩与管壁辐射散热速率 气体对热电偶表面对流传热速率=遮热罩与热电偶辐射散热速率;5 对流与辐射的联合传热 ——管道、设备热损失的计算;(4) αT的估算 (有保温层设备、管道外热损失);例：在Φ219×8mm的蒸汽管道外包一层厚为75mm，导热系数为 0.1W/m·K的保温材料，管内饱和蒸汽温度为160℃，周围环境 温度为20 ℃，试估算管道保温层外表面的温度及单位长度管 道的热损失。(假设管内冷凝传热与管壁热传导热阻不计) ;本 节 小 结