自然对流换热.ppt

第十一章辐射换热*第八章已指出,热辐射是热量传递的基本方式之一,以热辐射方式进行的热量交换称为辐射换热。辐射换热在热能动力工程、核能工程、冶金、化工、航天、太阳能利用、干燥技术以及日常生活中的加热、供暖等方面具有非常广泛的应用。本章主要从宏观的角度介绍热辐射的基本概念、基本定律以及辐射换热的计算方法。11-1热辐射的基本概念*、反射与透射投入辐射:单位时间内投射到单位面积物体表面上的全波长范围内的辐射能。GW/m2反射辐射:GW/m2吸收辐射:GW/m2透射辐射:GW/m2*吸收比反射比透射比根据能量守恒,如果投入辐射是某一波长的辐射能G,则光谱吸收比光谱反射比光谱透射比与的关系:不仅取决于物体的性质,还与投射辐射能的波长分布有关。*注意:(1)属于物体的辐射特性,取决于物体的种类、温度和表面状况,是波长的函数。(2)固体和液体对辐射能的吸收和反射基本上属于表面效应:金属的表面层厚度小于1m;绝大多数非金属的表面层厚度小于1mm。(3)对于固体和液体,。镜反射与漫反射:产生何种反射决于物体表面的粗糙程度和投射辐射能的波长。*:注意:黑体、白体与黑色、白色物体的区别。光谱辐射特性不随波长而变化的假想物体,即分别等于常数。绝对黑体:吸收比=1的物体,简称黑体。黑体和灰体一样,是一种理想物体。人工黑体模型:镜体(漫反射时称为白体):=1绝对透明体:=1*。立体角:半径为r的球面上面积A与球心所对应的空间角度,单位为Sr(球面度)(,)方向上的微元面积dA2对球心所张的微元立体角*辐射强度:单位时间内从单位投影面积(可见面积)所发出的包含在单位立体角内的所有波长的辐射能。称为dA1在(,)方向的辐射强度,或称为定向辐射强度,单位是W/(m2Sr)。*辐射强度的大小不仅取决于物体种类、表面性质、温度,还与方向有关。对于各向同性的物体表面,辐射强度与角无关,。光谱辐射强度:某波长辐射能的辐射强度称为该波长的光谱辐射强度。辐射强度与光谱辐射强度之间的关系光谱辐射强度的单位为W/(m3Sr)或W/(m2mSr)。*:在单位时间内,每单位面积表面向半球空间发射的全部波长的辐射能,用E表示,单位为W/m2。光谱辐射力:单位时间内,单位面积物体表面向半球空间发射的某一波长的辐射能,用E表示,单位为W/m3。辐射力与光谱辐射力之间的关系定向辐射力:在单位时间内,单位面积表面向某方向发射的单位立体角内的辐射能,用E表示,单位为W/(m2sr)。*定向辐射力与辐射力之间的关系:定向辐射力与辐射强度之间的关系:辐射力与辐射强度之间的关系: