4.5(新).ppt

1、1,4.5 熱輻射 4.5.1 基本概念 4.5.2 物體的輻射能力 4.5.3 兩固體間的相互輻射 4.5.4 高溫設備及管道的熱損失,2,4.5.1 基本概念,1. 輻射：物體通過電磁波來傳遞能量的過程。,2. 熱輻射：物體由于熱的原因以電磁波的形式向 外發(fā)射能量的過程。,特點： 能量傳遞的同時還伴隨著能量形式的轉換； 不需要任何介質。,3,能量守恒定律：,式中 吸收率； 反射率； 穿透率。,3. 熱輻射對物體的作用 總能量Q；被物體吸收QA ；被反射QR ；穿過物體QD,4,黑體：,白體（鏡體）：,透熱體：,A,R,D = f(物體性質、溫度、表面、輻射波長）,灰體：指能以相同的吸收率吸

2、收所有波長 的輻射能的物體。,固體、液體： D=0 R+A=1 氣體： R=0 A+D=1,5,4.5.2 物體的輻射能力,物體在一定溫度下，單位表面積，單位時間內所發(fā)射的全部輻射能（波長從0到），W/m2。,物體的單色輻射能力：物體在一定溫度下，發(fā)射某種波長的能力；以E表示，單位W/m3。,輻射能與單色輻射能的關系：,普朗克定律,6,式中: 0黑體輻射常數，=5.67 10-8W/(m2 .K4)； C0黑體輻射系數，=5.67W/(m2 .K4),斯蒂芬-波爾茨曼定律,一、黑體,特點:四次方定律表明，熱輻射對溫度特別敏感。,7,二、 實際物體,物體的黑度：,1,物體的黑度：物體的種類、表面

3、溫度、表面狀況、波長。是物體輻射能力接近黑體輻射能力的程度。,式中C灰體的輻射系數，C=5.669W/(m2.K4),三、灰體,8,四、克希霍夫定律,T1 T2,A1 A2=1,對灰體:,熱交換達到平衡時 T1=T2,Q=0,任意物體:,克?；舴蚨?9,結論： （1）任何物體的發(fā)射能力與吸收率的比值均相同，且等于同溫度下絕對黑體的發(fā)射能力。物體的發(fā)射能力越強，其吸收率越大。 （2）A= 即同溫度下，物體的吸收率與黑度在數值上相等。 （），即在任何溫度下，各種物體中以絕對黑體的發(fā)射能力為最大。,10,一、兩無限大平行灰體壁面間的相互輻射,4.5.3 兩固體間的相互輻射,11,設 T1 T2,E

4、1、E21、2面在溫度T1 、T2下的發(fā)射能力； E1、E21、2面發(fā)射的總能量。,一次兩平面間單位面積凈的輻射熱量：,12,13,總發(fā)射系數,14,式中 A平面的傳熱面積； 1-2角系數(物體1發(fā)射輻射能被2攔截分率)。,兩平面的面積有限時：,15,二、一物體被另一物體包圍時的輻射,16,討論：1）很大的物體2包住物體1：,2）物體2恰好包住物體1：,3）情況1和2間的情況：,A=A1,A=A1,A=A1,17,三、影響輻射傳熱的因素,1. 溫度的影響 T4 ， 低溫時可忽略，高溫時可能成為主要方式 2. 幾何位置的影響 3. 表面黑度的影響 ，可通過改變黑度的大小強化或減小輻射傳熱。 4. 輻射表面間介質的影響 減小輻射散熱，在兩換熱面加遮熱板（黑度較小的熱屏）。,18,4.5.4 高溫設備及管道的熱損失,對流散熱：,輻射散熱：,令=1,總熱損失：,式中T對流-輻射聯(lián)合傳熱系數，W/(m2.K)。,19,空氣自然