對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)4

1、傳 熱 學一、熱量傳遞的三種基本方式導熱(熱傳導)對流(熱對流) 三種基本模式的定義、實例熱輻射二、導熱1、導熱基本定律(Fouriers law）1822年，法國數(shù)學家傅里葉（Fourier）在實驗研究基礎上，發(fā)現(xiàn)導熱基本規(guī)律 傅里葉定律垂直導過等溫面的熱流密度，正比于該處的溫度梯度，方向與溫度梯度相反導熱系數(shù)（熱導率）直角坐標系中：注：傅里葉定律只適用于各向同性材料各向同性材料：導熱系數(shù)在各個方向是相同上式稱為Fourier定律，號稱導熱基本定律，是一個一維穩(wěn)態(tài)導熱。其中：熱流量，單位時間傳遞的熱量W；q：熱流密度，單位時間通過單位面積傳遞的熱量；A：垂直于導熱方向的截面積m2；：導熱系數(shù)

2、（熱導率）W/( m K)。 一維穩(wěn)態(tài)平板內(nèi)導熱t(yī)0 x dxdtQ數(shù)值：就是物體中單位溫度梯度、單位時間、通過 單位面積的導熱量 物質(zhì)的重要熱物性參數(shù)影響導熱系數(shù)的因素：溫度、材料種類導熱系數(shù)的數(shù)值表征物質(zhì)導熱能力大小。實驗測定2、導熱系數(shù)（ Thermal conductivity ）導熱系數(shù)表征材料導熱能力的大小，是一種物性參數(shù)，與材料種類和溫度關。保溫材料及其表觀導熱系數(shù)多孔性結構的保溫材料3、導熱微分方程及邊界條件導熱分為穩(wěn)態(tài)導熱和非穩(wěn)態(tài)導熱。邊界條件：說明導熱體邊界上過程進行的特點反映過程與周圍環(huán)境相互作用的條件邊界條件一般可分為三類：第一類、第二類、第三類邊界條件Q導熱熱阻的圖示

3、 t0 x dxdtQ導熱熱阻單位面積導熱熱阻導熱熱阻：平壁，圓筒壁4、 通過肋片的導熱及傳熱強化第三類邊界條件下通過平壁的一維穩(wěn)態(tài)導熱：為了增加傳熱量，可以采取哪些措施?（1）增加溫差（tf1 - tf2），但受工藝條件限制（2）減小熱阻： a) 金屬壁一般很薄( 很小)、熱導率很大，故導熱熱阻一般可忽略b) 增大h1、h2，但提高h1、h2并非任意的c) 增大換熱面積 A 也能增加傳熱量肋片強化傳熱的原理肋片效率：肋面總效率：等截面直肋：（2） 物理意義無量綱熱阻無量綱時間Fo越大，熱擾動就能越深入地傳播到物體內(nèi)部，因而，物體各點地溫度就越接近周圍介質(zhì)的溫度。5、非穩(wěn)態(tài)導熱（1）定義：物體

4、的溫度隨時間變化的導熱過程。非穩(wěn)態(tài)導熱過程中，物體的溫度t和導熱量F隨時間變化。6、求解導熱問題的三種基本方法：(1) 理論分析法；(2) 數(shù)值計算 法；(3) 實驗法 7、導熱部分作業(yè)題1102324251二、對流換熱1、對流換熱的定義和性質(zhì)對流換熱是指流體流經(jīng)固體時流體與固體表面之間的熱量傳遞現(xiàn)象。 對流換熱實例：1) 暖氣管道; 2) 電子器件冷卻；3)電 風扇(1) 導熱與熱對流同時存在的復雜熱傳遞過程(2) 必須有直接接觸（流體與壁面）和宏觀運動； 也必須有溫差(3) 由于流體的粘性和受壁面摩擦阻力的影響，緊 貼壁面處會形成速度梯度很大的邊界層2、對流換熱的特點3、對流換熱的基本計算

5、式牛頓冷卻式: 當流體與壁面溫度相差1度時、每單位壁面面積上、單位時間內(nèi)所傳遞的熱量影響h因素：流動形式、物性、幾何形狀、對流類型等（Convection heat transfer coefficient）3、對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)4、對流換熱的影響因素對流換熱是流體的導熱和對流兩種基本傳熱方式共同作用的結果。其影響因素主要有以下五個方面：(1)流動起因; (2)流動狀態(tài); (3)流體有無相變; (4)換熱表面的幾何因素; (5)流體的熱物理性質(zhì)(1) 流動起因自然對流：流體因各部分溫度不同而引起的密度差異所產(chǎn) 生的流動強制對流：由外力（如：泵、風機、水壓頭）作用所產(chǎn)生 的流動 (2) 流動狀態(tài)(

6、3) 流體有無相變層流：整個流場呈一簇互相平行的流線湍流：流體質(zhì)點做復雜無規(guī)則的運動（紊流）（Laminar flow）（Turbulent flow）單相換熱：相變換熱：凝結、沸騰、升華、凝固、融化等（Single phase heat transfer）（Phase change）（Condensation）（Boiling）(4) 換熱表面的幾何因素：內(nèi)部流動對流換熱：管內(nèi)或槽內(nèi)外部流動對流換熱：外掠平板、圓管、管束(5) 流體的熱物理性質(zhì)：導熱系數(shù)密度比熱容動力粘度運動粘度體脹系數(shù)綜上所述，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是眾多因素的函數(shù)：5、對流換熱的分類：6、對流換熱邊界層微分方程組:(常物性、穩(wěn)態(tài)、

7、無內(nèi)熱源、二維、不可壓縮牛頓流體)求出溫度場之后，可以利用牛頓冷卻微分方程：計算當?shù)乇砻鎸α鱾鳠嵯禂?shù)3個方程，3個未知量, dp/dx可由邊界層外理想流體的伯努利方程確定. 可求得速度場(u,v)和溫度場(t)，既適用于層流，也適用于紊流（瞬時值）7 無量綱量的獲得：相似分析法和量綱分析法相似分析法：在已知物理現(xiàn)象數(shù)學描述的基礎上，建立兩現(xiàn)象之間的一些列比例系數(shù)，尺寸相似倍數(shù)，并導出這些相似系數(shù)之間的關系，從而獲得無量綱量。以左圖的對流換熱為例，現(xiàn)象1：現(xiàn)象2：數(shù)學描述：對自然對流的微分方程進行相應的分析，可得到一個新的無量綱數(shù)格拉曉夫數(shù)式中： 流體的體積膨脹系數(shù) K-1 Gr 表征流體浮生力

8、與粘性力的比值 (2) 量綱分析法：在已知相關物理量的前提下，采用量綱分析獲得無量綱量。8 常見無量綱(準則數(shù))數(shù)的物理意義及表達式(很重要）9 實驗數(shù)據(jù)整理特征關聯(lián)式的具體函數(shù)形式、定性溫度、特征長度等的確定具有一定的經(jīng)驗性目的：完滿表達實驗數(shù)據(jù)的規(guī)律性、便于應用，特征數(shù)關聯(lián)式通常整理成已定準則的冪函數(shù)形式：式中，c、n、m 等需由實驗數(shù)據(jù)確定，通常由圖解法和最小二乘法確定自然對流換熱：混合對流換熱：強制對流:常見準則數(shù)的定義、物理意義和表達式，及其各量的物理意義?；囼瀾裱臏蕜t數(shù)方程試驗數(shù)據(jù)的整理形式：自然對流換熱：混合對流換熱：強制對流:常見準則數(shù)的定義、物理意義和表達式，及其各量的

9、物理意義?；囼瀾裱臏蕜t數(shù)方程試驗數(shù)據(jù)的整理形式：10. 管槽內(nèi)部流動強制對流傳熱實驗關聯(lián)式湍流：加熱流體時：n=0.4;冷卻流體時：n=0.3影響：（1）入口段的熱邊界層薄，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)高。 層流入口段長度: 湍流時:（2）螺旋管等彎管彎管效應：二次環(huán)流強化傳熱（3）非圓形截面槽道當量直徑：層流湍流11、 橫掠管束換熱實驗關聯(lián)式外掠管束在換熱器中很常見。通常管子有叉排和順排兩種排列方式。順叉排換熱的比較：叉排換熱強、阻力損失大、難于清洗。影響管束換熱的因素除 數(shù)外，還有：叉排或順排；管間距；管束排數(shù)等。氣體橫掠10排以上管束的實驗關聯(lián)式為 式中：定性溫度為 特征長度為管外徑d， 數(shù)中的流

10、速采用整個管束中最窄截面處的流速。 實驗驗證范圍： C和m的值見下表。后排管受前排管尾流的擾動作用對平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響直到10排以上的管子才能消失。這種情況下，先給出不考慮排數(shù)影響的關聯(lián)式，再采用管束排數(shù)的因素作為修正系數(shù)。12、自然對流換熱及實驗關聯(lián)式 自然對流：不依靠泵或風機等外力推動，由流體自身溫度場的不均勻所引起的流動。一般地，不均勻溫度場僅發(fā)生在靠近換熱壁面的薄層之內(nèi)。 自然對流的自?；F(xiàn)象：紊流時換熱系數(shù)與特征尺度無關。大空間自然對流換熱的實驗關聯(lián)式：定性溫度采用 Gr數(shù)中的 為 -對于符合理想氣體性質(zhì)的氣體， 。 特征長度的選擇：豎壁和豎圓柱取高度，橫圓柱取外徑。 常數(shù)C和n

11、的值見下表。 層流時： n=1/4 湍流時： n=1/313、有相變的對流換熱凝結換熱和沸騰換熱相變換熱的特點：由于有潛熱釋放和相變過程的復雜性，比單相對流換熱更復雜，因此，目前，工程上也只能助于經(jīng)驗公式和實驗關聯(lián)式。（1）凝結傳熱凝結可能以不同的形式發(fā)生，膜狀凝結和珠狀凝結冷凝物相當于增加了熱量進一步傳遞的熱阻膜狀凝結的影響因素及其傳熱強化 膜狀凝結沿整個壁面形成一層薄膜，并且在重力的作用下流動，凝結放出的汽化潛熱必須通過液膜，因此，液膜厚度直接影響了熱量傳遞。珠狀凝結當凝結液體不能很好的浸潤壁面時，則在壁面上形成許多小液珠，此時壁面的部分表面與蒸汽直接接觸，因此，換熱速率遠大于膜狀凝結（可

12、能大幾倍，甚至一個數(shù)量級）gg 工程實際中所發(fā)生的膜狀凝結過程往往比較復雜，受各種因素的影響。1. 不凝結氣體 不凝結氣體增加了傳遞過程的阻力，同時使飽和溫度下 降，減小了凝結的驅(qū)動力2. 蒸氣流速 流速較高時，蒸氣流對液膜表面產(chǎn)生模型的粘滯應力。 如果蒸氣流動與液膜向下的流動同向時，使液膜拉薄， 增大；反之使 減小。 3. 凝結表面的幾何形狀強化凝結換熱的原則是盡量減薄粘滯在換熱表面上的液膜的厚度?？捎酶鞣N帶有尖峰 的表面使在其上冷 凝的液膜拉薄，或 者使已凝結的液體 盡快從換熱表面上 排泄掉。（2）大容器沸騰傳熱模式及臨界熱流密度CHF 14、對流部分作業(yè)題112614616636三 、熱

13、輻射的基本概念1. 熱輻射特點(1) 定義：由熱運動產(chǎn)生的，以電磁波形式傳遞的能量；(2) 特點：a 任何物體，只要溫度高于0 K，就會不停地向周圍空間發(fā)出熱輻射；b 可以在真空中傳播；c 伴隨能量形式的轉(zhuǎn)變；d 具有強烈的方向性；e 輻射能與溫度和波長均有關；f 發(fā)射輻射取決于溫度的4次方。電磁輻射包含了多種形式，而我們所感興趣的，即工業(yè)上有實際意義的熱輻射區(qū)域一般為0.1100m。電磁波的傳播速度： c = f 式中：f 頻率，s-1; 波長，m當熱輻射投射到物體表面上時，一般會發(fā)生三種現(xiàn)象，即吸收、反射和穿透，如圖所示。2. 物體對熱輻射的吸收、反射和穿透 物體對熱輻射的吸收反射和穿透吸

14、收率、反射率和透過率（1）黑體概念黑體：是指能吸收投入到其面上的所有熱輻射能的物體，是一種科學假想的物體，現(xiàn)實生活中是不存在的。但卻可以人工制造出近似的人工黑體。 黑體模型3、黑體輻射的基本定律輻射力E：單位時間內(nèi)，物體的單位表面積向半球空間發(fā)射的所有波長的能量總和。 (W/m2)；光譜輻射力E：單位時間內(nèi)，單位波長范圍內(nèi)(包含某一給定波長)，物體的單位表面積向半球空間發(fā)射的能量。 (W/m3)；（2）熱輻射能量的表示方法E、E關系:顯然， E和E之間具有如下關系：黑體一般采用下標b表示，如黑體的輻射力為Eb，黑體的光譜輻射力為Eb（3）黑體輻射的三個基本定律及相關性質(zhì) 式中， 波長，m ；

15、T 黑體溫度，K ； c1 第一輻射常數(shù)，3.74210-16 Wm2； c2 第二輻射常數(shù)，1.438810-2 WK； Planck定律(第一個定律)：黑體光譜輻射力隨波長和溫度的依變關系。維恩位移定律：m與T 的關系，Planck 定律的圖示Stefan-Boltzmann定律(第二個定律)： 式中，= 5.6710-8 w/(m2K4)，是Stefan-Boltzmann常數(shù)。黑體輻射函數(shù)黑體在波長1和2區(qū)段內(nèi)所發(fā)射的輻射力特定波長區(qū)段內(nèi)的黑體輻射力定義：球面面積除以球半徑的平方稱為立體角，單位：sr(球面度)，立體角黑體輻射函數(shù):定義：單位時間內(nèi)，物體在垂直發(fā)射方向的單位面積上，在單

16、位立體角內(nèi)發(fā)射的一切波長的能量。 定向輻射強度L(, )：定向輻射強度的定義圖Lambert 定律(黑體輻射的第三個基本定律)它說明黑體的定向輻射力隨天頂角呈余弦規(guī)律變化，因此， Lambert定律也稱為余弦定律。Lambert定律圖示沿半球方向積分上式，可獲得了半球輻射強度E:4、固體和液體的輻射特性（1）發(fā)射率前面定義了黑體的發(fā)射特性：同溫度下，黑體發(fā)射熱輻射的能力最強，包括所有方向和所有波長；真實物體表面的發(fā)射能力低于同溫度下的黑體；因此，定義了發(fā)射率 (也稱為黑度) ：相同溫度下，實際物體的半球總輻射力與黑體半球總輻射力之比: 對應于黑體的輻射力Eb，光譜輻射力Eb和定向輻射強度L，分

17、別引入了三個修正系數(shù)，即，發(fā)射率，光譜發(fā)射率( )和定向發(fā)射率( )，其表達式和物理意義如下實際物體的輻射力與黑體輻射力之比:實際物體的光譜輻射力與黑體的光譜輻射力之比：實際物體的定向輻射強度與黑體的定向輻射強度之比：漫發(fā)射的概念：表面的方向發(fā)射率 () 與方向無關，即定向輻射強度與方向無關，滿足上訴規(guī)律的表面稱為漫發(fā)射面，這是對大多數(shù)實際表面的一種很好的近似。幾種金屬導體在不同方向上的定向發(fā)射率( )(t=150)黑體、灰體、白體等都是理想物體，而實際物體的輻射特性并不完全與這些理想物體相同，比如，(1)實際物體的輻射力與黑體和灰體的輻射力的差別見圖；(2) 實際物體的輻射力并不完全與熱力學

18、溫度的四次方成正比；(3) 實際物體的定向輻射強度也不嚴格遵守Lambert定律，等等。所有這些差別全部歸于上面的系數(shù)，因此，他們一般需要實驗來確定，形式也可能很復雜。在工程上一般都將真實表面假設為漫發(fā)射面。實際物體、黑體和灰體的輻射能量光譜選擇性吸收：投入輻射本身具有光譜特性，因此，實際 物體對投入輻射的吸收能力也根據(jù)其波長的不同而變 化，這叫選擇性吸收（2） 吸收率：物體對投入輻射所吸收的百分數(shù)，通常用表示，即非導電體材料的光譜吸收比同波長的關系（4）灰體：光譜吸收比與波長無關的物體稱為灰體。此時，不管投入輻射的分布如何，吸收比都是同一個常數(shù)。 物體的選擇性吸收特性，即對有些波長的投入輻射

19、吸收多，而對另一些波長的輻射吸收少，在實際生產(chǎn)中利用的例子很多，但事情往往都具有雙面性，人們在利用選擇性吸收的同時，也為其傷透了腦筋，這是因為吸收比與投入輻射波長有關的特性給工程中輻射換熱的計算帶來巨大麻煩，對此，一般有灰體法，即將光譜吸收比 () 等效為常數(shù)，即 = () = const。并將()與波長無關的物體稱為灰體，與黑體類似，它也是一種理想物體，但對于大部分工程問題來講，灰體假設帶來的誤差是可以接受的；層 次數(shù)學表達式成立條件光譜，定向光譜，半球全波段，半球無條件，為天頂角漫射表面與黑體處于熱平衡或?qū)β冶砻?Kirchhoff 定律的不同表達式注：漫射表面：指發(fā)射或反射的定向輻射強

20、度與空間方向無關，即符合Lambert定律的物體表面；灰體：指光譜吸收比與波長無關的物體，其發(fā)射和吸收輻射與黑體在形式上完全一樣，只是減小了一個相同的比例。5、輻射傳熱的角系數(shù) 熱輻射的發(fā)射和吸收均具有空間方向特性，因此，表面間的輻射換熱與表面幾何形狀、大小和各表面的相對位置等幾個因素均有關系，這種因素常用角系數(shù)來考慮。角系數(shù)的概念是隨著固體表面輻射換熱計算的出現(xiàn)與發(fā)展，于20世紀20年代提出的，它有很多名稱，如，形狀因子、可視因子、交換系數(shù)等等。但叫得最多的是角系數(shù)。值得注意的是，角系數(shù)只對漫射面(既漫輻射又漫發(fā)射)、表面的發(fā)射輻射和投射輻射均勻的情況下適用。（1）角系數(shù)的定義 投入輻射：單

21、位時間內(nèi)投射到單位面積上的總輻射能，記為G。角系數(shù)：有兩個表面，編號為1和2，其間充滿透明介質(zhì)，則表面1對表面2的角系數(shù)X1,2是：表面1直接投射到表面2上的能量，占表面1輻射能量的百分比。即有效輻射：單位時間內(nèi)離開單位面積的總輻射能為該表面的有效輻射，包括了自身的發(fā)射輻射E和反射輻射G。G為投射輻射。有效輻射示意圖 同理，也可以定義表面2對表面1的角系數(shù)。從這個概念我們可以得出角系數(shù)的應用是有一定限制條件的，即漫射面、等溫、物性均勻（2） 角系數(shù)性質(zhì)根據(jù)角系數(shù)的定義和諸解析式，可導出角系數(shù)的代數(shù)性質(zhì)。相對性 上式稱為角系數(shù)的完整性。若表面1為非凹表面時，X1,1 = 0。角系數(shù)的完整性完整性

22、 對于有n個表面組成的封閉系統(tǒng)，見圖所示，據(jù)能量守恒可得:可加性 如圖所示，表面2可分為2a和2b兩個面，當然也可以分 為n個面，則角系數(shù)的可加性為（3）角系數(shù)的計算方法 求解角系數(shù)的方法通常有直接積分法、代數(shù)分析法、幾何分析法以及Monte-Carlo法。 代數(shù)分析法是利用角系數(shù)的各種性質(zhì)，獲得一組代數(shù)方程，通過求解獲得角系數(shù)。值得注意的是，(1)利用該方法的前提是系統(tǒng)一定是封閉的，如果不封閉可以做假想面，令其封閉；(2)凹面的數(shù)量必須與不可見表面數(shù)相等。下面以三個非凹表面組成的封閉系統(tǒng)為例，面積分別為A1，A2和A3 ，則根據(jù)角系數(shù)的相對性和完整性得:通過求解這個封閉的方程組，可得所有角系

23、數(shù)，如X1,2為:三個非凹表面組成的封閉系統(tǒng)對于三角形封閉系統(tǒng)：若系統(tǒng)橫截面上三個表面的長度分別為l1，l2和l3，則上式可寫為下面考察兩個表面的情況，假想面如圖所示，根據(jù)完整性和上面的公式，有:兩個非凹表面及假想面組成的封閉系統(tǒng)解方程組得:該方法又被稱為交叉線法。注意：這里所謂的交叉線和不交叉線都是指虛擬面斷面的線，或者說是輔助線6、兩表面封閉系統(tǒng)的輻射換熱兩個穩(wěn)態(tài)輻射換熱的例子，即分別由等溫的兩黑體或等溫的兩漫灰體組成的封閉系統(tǒng)內(nèi)的表面間輻射換熱。封閉系統(tǒng)內(nèi)充滿不吸收任何輻射的透明介質(zhì)。所采用的方法稱為“凈熱量”法。黑體系統(tǒng)的輻射換熱（1）黑體表面 如圖所示，黑表面1和2之間的輻射換熱量為

24、（2）漫灰表面 灰體間的多次反射給輻射換熱的計算帶來麻煩，此時需要采用前面講過的投入輻射G和有效輻射J的概念。下面在假設表面物性和溫度已知的情況下，考察J與表面凈輻射換熱量之間的關系，為計算漫灰表面間的輻射換熱作準備。如圖所示，對表面1來講，凈輻射換熱量q為消去上式中的G1，并考慮到 ，可得即：于是有 兩個物體組成的輻射換熱系統(tǒng)7、多表面系統(tǒng)的輻射傳熱 凈熱量法雖然也可以用于多表面情況，當相比之下網(wǎng)絡法更簡明、直觀。網(wǎng)絡法(又稱熱網(wǎng)絡法，電網(wǎng)絡法等)的原理，是用電學中的電流、電位差和電阻比擬熱輻射中的熱流、熱勢差與熱阻，用電路來比擬輻射熱流的傳遞路徑。但需要注意的是，這兩種方法都離不開角系數(shù)的

25、計算，所以，必須滿足漫灰面、等溫、物性均勻以及投射輻射均勻的四個條件。 熱勢差與熱阻改寫為：式中， 稱為表面熱勢差； 被稱為輻射的表面熱阻。外部：內(nèi)部：式中， 是空間熱勢差， 則是空間輻射熱阻，如圖所示，可見，每一對表面就有一個輻射的空間熱阻。 空間輻射熱阻求解上面方程組獲得 ，根據(jù)： 計算凈輻射熱流，其中i 代表表面1或表面2。在上面的過程中需要注意的是(1)節(jié)點的概念；(2)每個表面一個表面熱阻，每對表面一個空間熱阻；(3)以及畫電路圖的一些基本知識。下面再來看一下三個表面的情況，與兩個表面相似，首先需要畫出等效網(wǎng)絡，然后，列出各節(jié)點的方程。由三個表面組成的封閉系統(tǒng)三表面封閉腔的等效網(wǎng)絡圖

26、節(jié)點 的熱流方程如下：求解上面的方程組，再計算凈換熱量。A 畫等效電路圖；B 列出各節(jié)點的熱流(電流)方程組；C 求解方程組，以獲得各個節(jié)點的等效輻射；D 利用公式 計算每個表面的凈輻 射熱流量?？偨Y上面過程，可以得到應用網(wǎng)絡法的基本步驟如下：b 有一個表面絕熱，即該表面的凈換熱量為零。其網(wǎng)絡圖見圖b 和c，與黑體不同的是，此時該表面的溫度是未知的。同時，它仍然吸收和發(fā)射輻射，只是發(fā)出的和吸收的輻射相等。由于，熱輻射具有方向性，因此，他仍然影響其它表面的輻射換熱。這種表面溫度未定而凈輻射換熱量為零的表面被稱為重輻射面。(3) 兩個重要特例a 有一個表面為黑體。黑體的表面熱阻為零。其網(wǎng)絡圖見圖a

27、。此時，該表面的溫度一般是已知的。 三表面系統(tǒng)的兩個特例 8、輻射傳熱的強化與削弱由于工程上的需求，經(jīng)常需要強化或削弱輻射換熱。強化輻射換熱的主要途徑有兩種： (1) 增加發(fā)射率；(2) 增加角系數(shù)。削弱輻射換熱的主要途徑有三種： (1) 降低發(fā)射率；(2) 降低角系數(shù)； (3) 加入遮熱板。插入遮熱板相當于降低了表面發(fā)射率。9、氣體輻射的特點及計算在工程中常見的溫度范圍內(nèi)， 和 具有很強的吸收和發(fā)射熱輻射的本領，而其他的氣體則較弱。氣體輻射的特點 (1) 氣體輻射對波長具有選擇性。它只在某譜帶內(nèi)具有發(fā)射和吸收輻射的本領，而對于其他譜帶則呈現(xiàn)透明狀態(tài)。 (2) 氣體的輻射和吸收是在整個容積中進

28、行的。這是由于輻射可以進入氣體，并在其內(nèi)部進行傳遞，最后有一部分會穿透氣體而到達外部或固體壁面，因而，氣體的發(fā)射率和吸收比還與容器的形狀和容積大小有關。 （3）溫室效應原理10、輻射部分作業(yè)題120926929930四、傳熱過程與換熱器1 通過平壁的傳熱K的計算公式？說明： (1) h1和h2的計算；（2）如果計及輻射時對流換熱系數(shù)應該采用等效換熱系數(shù)(總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù))2 通過圓管的傳熱hiho內(nèi)部對流：圓柱面導熱：外部對流：其中：3 通過肋壁的傳熱肋面總效率：各項熱阻其中以光壁面積為基準的k：帶保溫層的圓管傳熱臨界熱絕緣直徑dcr=2/h圓管外敷保溫層后：可見，保溫層使得導熱熱阻增加，換熱削

29、弱；另一方面，降低了對流換熱熱阻，使得換熱贈強，那么，綜合效果到底是增強還是削弱呢？這要看d/ddo2 和d2/ddo22的值可見，確實是有一個極值存在，那么，到底是極大值，還是極小值呢？從熱量的基本傳遞規(guī)律可知，應該是極大值。也就是說，do2在do1 dcr之間，是增加的，當do2大于dcr時， 降低。or5、換熱器的類型及平均溫差的計算（1）換熱器的定義：用來使熱量從熱流體傳遞到冷流體，以 滿足規(guī)定的工藝要求的裝置（2）換熱器的分類：間壁式、直接接觸式、回熱式（3）傳熱方程：（4）對數(shù)平均溫差(LMTD)順流：逆流：可以將對數(shù)平均溫差寫成如下統(tǒng)一形式(順流和逆流都適用)dthdtcthtc

30、交叉流：關于（1） 值取決于無量綱參數(shù) P和 R式中：下標1、2分別表示兩種流體，上角標 表示進口， 表示出口，圖表中均以P為橫坐標，R為參量。（3）R的物理意義：兩種流體的熱容量之比（2）P的物理意義：流體2的實際溫升與理論上所能達到 的最大溫升之比，所以只能小于1（4） 對于管殼式換熱器，查圖時需要注意流動的“程”數(shù)6、各種流動形式的比較順流和逆流是兩種極端情況，在相同的進出口溫度下，逆流的 最大，順流則最??；順流時 ，而逆流時， 則可能大于 ，可見，逆流布置時的換熱最強。InOutInOut(3) 那么是不是所有的換熱器都設計成逆流形式的就最好呢？不是，因為一臺換熱器的設計要考慮很多因素，而不僅僅是換熱的強弱。比如，逆流時冷熱流體的最高溫度均出現(xiàn)在換熱器的同一側，使得該處的壁溫特別高，可能對換熱器產(chǎn)生破壞，因此，對于高