《辐射传热教程》PPT课件.ppt

4 辐射传热,基本概念,辐射：物体通过电磁波来传递能量的过程。热辐射：物体由于热的原因以电磁波的形式向外发射能量的过程。,特点：能量传递的同时还伴随着能量形式的转换；不需要任何介质。,能量守恒定律：,式中 吸收率；反射率；透过率。,热辐射对物体的作用总能量Q:被物体吸收QA；被反射QR；穿过物体QD,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）,灰体：指能以相同的吸收率吸收所有波长 的辐射能的物体。,固体、液体：D=0 R+A=1气体：R=0 A+D=1,几种假想物体,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,描述黑体的单色辐射能力,揭示了黑体辐射能力按照波长的分配规律.,式中 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,一、黑体,四次方定律表明，热辐射对温度特别敏感。,二、实际物体,物体的黑度,1,物体的黑度：物体的种类、表面温度、表面状况、波长。是物体辐射能力接近黑体辐射能力的程度。,式中C灰体的辐射系数，C=5.669W/(m2.K4),三、灰体,四、克希霍夫定律,T Tb,A A=1,对灰体:,热交换达到平衡时 T=Tb,Q=0,任意物体:,克希霍夫定律,结论：（1）任何物体的发射能力与吸收率的比值均相同，且等于同温度下绝对黑体的发射能力。物体的发射能力越强，其吸收率越大。（2）A=即同温度下，物体的吸收率与黑度在数值上相等。：表示灰体发射的辐射能占同温度下黑体发射的分数；A：表示外界投入的辐射能可被物体吸收的分数。（），即在任何温度下，各种物体中以绝对黑体的发射能力为最大。,两无限大平行灰体壁面间的相互辐射,两固体间的相互辐射,设 T1 T2,E1、E21、2面在温度T1、T2下的发射能力；E1、E21、2面发射的总能量。,两平面间单位面积的辐射热量：,总发射系数,式中 A平面的传热面积；1-2角系数(物体1发射辐射能被2拦截分率)。,两平面的面积有限时：,三、影响辐射传热的因素,1.温度的影响 T4，低温时可忽略，高温时可能成为主要方式2.几何位置的影响3.表面黑度的影响，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）。,