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文檔簡介
輻射力和有效輻射輻射力和有效輻射物體處于空間時(shí)不斷接受外來輻射的投射,同時(shí)也會不斷向外界發(fā)射一定的輻射能。當(dāng)熱射線投射到物體表面上時(shí),一般會發(fā)生吸收、反射和穿透現(xiàn)象。那么物體發(fā)出輻射能又是什么樣的情況呢?輻射力01有效輻射02目
錄Content黑度03輻射力01輻射力和有效輻射可見光的波段為0.38~0.76μm,波長由大到小顏色分別為赤橙黃綠青藍(lán)紫,每個(gè)波長對應(yīng)一種顏色,所以有“光為色之母”的說法??梢越梃b可見光波長與顏色一一對應(yīng)的關(guān)系,將范圍擴(kuò)展至整個(gè)電磁波波譜,引入“單色”即某個(gè)波長的意思,相應(yīng)地有以下概念:單色輻射力——物體在單位時(shí)間內(nèi)表面積向外界(半球空間所有方向)發(fā)射的波長λ附近的單位波長間隔內(nèi)所發(fā)射的輻射能,用符號Eλ表示,其單位為W/(m2·m)。黑體單色輻射力用符號Ebλ表示。輻射力和有效輻射輻射力——物體在單位時(shí)間內(nèi)表面積向外界(半球空間所有方向)發(fā)射的所有波長的輻射能,用符號E表示,其單位為W/m2。黑體單色輻射力用符號Eb表示。輻射力和有效輻射
按照能量平衡:02黑度輻射力和有效輻射
黑體是同溫度下輻射能力最強(qiáng)的物體。實(shí)際物體的輻射力小于同溫度下黑體的輻射力。我們把實(shí)際物體的輻射力E與同溫度下黑體輻射力Eb的比值稱為該物體的黑度(輻射率、發(fā)射率),用符號ε表示。輻射力和有效輻射
黑度表征實(shí)際物體輻射力接近同溫度下黑體輻射力的程度。一般物體的黑度數(shù)值在0~1之間,具體數(shù)值由實(shí)驗(yàn)確定。
物體表面的黑度是一個(gè)物性參數(shù),其值取決于物體的種類、表面溫度和表面狀況,即僅與物體本身的性質(zhì)有關(guān),而與外界環(huán)境無關(guān)。一般非金屬的黑度較大,金屬的黑度較小。同一種金屬材料,金屬表面氧化或粗糙度增加都會導(dǎo)致表面黑度增大。單色吸收率——實(shí)際物體的對投射到表面的某一特定波長的輻射能所吸收的百分?jǐn)?shù)稱為單色吸收率,用符號αλ表示。單色黑度——實(shí)際物體的單色輻射力Eλ與同溫度下黑體單色輻射力Ebλ的比值稱為該物體的單色黑度,用符號ελ表示。單色概念也可以引出輻射力和有效輻射03有效輻射輻射力和有效輻射由于物體表面的吸收率小于1,使得對投入輻射有反射的部分,因此離開物體的輻射能不僅僅是由物體表面所發(fā)出的輻射力。物體的本身輻射E和反射輻射
G之和稱為該物體的有效輻射,用J表示輻射表面的性質(zhì)輻射表面的性質(zhì)01黑體、白體和透熱體02目
錄Content01輻射表面的性質(zhì)反射穿透吸收投入輻射到表面輻射表面的性質(zhì)輻射表面的性質(zhì)強(qiáng)度為G(W/m2)的熱輻射能(簡稱投入輻射)到達(dá)物體表面時(shí),其中Gα部分被物體吸收,Gρ部分被物體表面反射,Gτ部分穿透物體。G=Gα+Gρ+Gτ輻射表面的性質(zhì)表示輻射表面對投入輻射的吸收能力表示輻射表面對投入輻射的反射能力表示輻射表面對投入輻射的穿透能力對于一般的固體和液體,輻射能進(jìn)入表面極短的距離(金屬固體1μm數(shù)量級、非金屬固體不到1mm)內(nèi)即被完全吸收,因此熱射線是不能穿透的輻射表面的性質(zhì)吸收能力大的固體和液體,其反射能力就?。环粗?,吸收能力小的固體和液體,其反射能力就大?;蛘哒f,凡善于吸收的物體必不善于反射;凡善于反射的物體必不善于吸收。輻射表面的性質(zhì)固體和液體對熱射線的吸收和反射幾乎都在表面進(jìn)行,輻射換熱具有表面特性。因此物體表面的狀況對其吸收和反射特性影響很大。一般來說,固體中金屬特別是表面磨光的金屬,其吸收率相對較小,而一般建筑材料的吸收率則相對較大。這是因?yàn)?,光滑表面的反射率比粗糙表面的反射率高得多。氣體對熱射線幾乎沒有反射能力,只有吸收和穿透。輻射表面的性質(zhì)氣體對熱射線的吸收和穿透不是在氣體界面上進(jìn)行,而是在整個(gè)氣體容積中進(jìn)行,表面狀況無關(guān)緊要,容器的形狀大小影響較大,輻射換熱具有容積特性。顯然,穿透性好的氣體吸收率小,穿透性差的氣體吸收率大。02黑體、白體和透熱體自然界中所有物體的α、ρ和τ的數(shù)值均在0~1之間變化。為研究方便起見,總是先從理想物體著手,然后再把實(shí)際物體與理想物體進(jìn)行比較。輻射表面的性質(zhì)白體透熱體黑體反射率ρ=1的物體稱為白體。穿透率τ=1的物體稱為透熱體。吸收率α=1的物體稱為黑體。輻射表面的性質(zhì)
黑漆對可見光吸收率很高,對紅外線吸收率很低。黑漆不是黑體。
白雪對可見光反射率很高,對紅外線反射率很低。白雪不是白體。
玻璃對可見光穿透率很高,是透明體,對紅外線穿透率很低。玻璃不是透熱體。
可見這黑體、白體和透熱體都是理想物體,自然界中并不存在。輻射表面的性質(zhì)
人工黑體模型用吸收率小于1的實(shí)際物體制造一個(gè)空腔,使空腔壁面保持均勻的溫度,空腔上開一個(gè)小孔。當(dāng)熱射線經(jīng)小孔進(jìn)入空腔后經(jīng)過多次吸收和反射,最終離開小孔的能量將是微乎其微的,可認(rèn)為全部被吸收。所以,空腔上的小孔具有黑體的性質(zhì)。熱輻射的本質(zhì)和特點(diǎn)熱輻射的本質(zhì)和特點(diǎn)熱輻射與導(dǎo)熱和熱對流相比有著本質(zhì)的區(qū)別。例如,打開爐膛看火孔的門時(shí),人們臉上立刻會感覺到灼熱,此時(shí)爐內(nèi)火焰的熱量顯然不是通過導(dǎo)熱和熱對流方式傳遞而來的,因?yàn)橐詫?dǎo)熱或熱對流方式傳遞熱量不可能來得這樣快。這種熱量傳遞方式稱為熱輻射。熱輻射定義及本質(zhì)01熱輻射的特點(diǎn)02目
錄Content01熱輻射定義及本質(zhì)熱輻射的本質(zhì)和特點(diǎn)任何溫度高于0K的物體,每時(shí)每刻都在以熱輻射的方式向外界傳遞能量。與此同時(shí),物體又在每時(shí)每刻接受他周圍的其他物體以熱輻射的方式向他傳遞的能量。熱輻射是由于物體內(nèi)部微觀粒子的熱運(yùn)動狀態(tài)改變,而將部分內(nèi)能轉(zhuǎn)換成電磁波的能量發(fā)射出去的過程。溫度越高,熱輻射的能力越強(qiáng)。溫度相同,但物體的性質(zhì)和壁面狀況不同時(shí),熱輻射的能力也不同。熱輻射的本質(zhì)和特點(diǎn)和熱量傳遞密切相關(guān)的波段為0.1~1000μm,包含部分紫外線、全部可見光(0.38~0.76μm)和紅外線,統(tǒng)稱為熱射線。熱輻射本質(zhì)就是熱射線的傳播過程。02熱輻射的特點(diǎn)熱輻射的本質(zhì)和特點(diǎn)
分析熱射線的本質(zhì),決定了熱輻射過程有如下特點(diǎn):(1)熱輻射不需要物體間直接接觸,也不需要中間介質(zhì)來傳遞熱量。熱輻射的本質(zhì)和特點(diǎn)發(fā)射的結(jié)果,物體因減少了能量而溫度下降。同時(shí)一切物體又每時(shí)每刻都在吸收外界投射來的輻射能,吸收的結(jié)果,物體因增加了能量而溫度上升。(2)熱射線產(chǎn)生于物體內(nèi)部微觀粒子的熱運(yùn)動,支配熱運(yùn)動的因素是物體的溫度,因此并不是只有高溫物體才會放射出熱輻射能。一切物體不論溫度高低都在不停地發(fā)射出熱輻射能。當(dāng)吸收的能量大于發(fā)射的能量時(shí),物體的溫度將升高;當(dāng)吸收的能量小于發(fā)射的能量時(shí),物體的溫度將降低;如果一個(gè)物體發(fā)射與吸收的能量相等,則其溫度保持不變;輻射體熱輻射的本質(zhì)和特點(diǎn)兩個(gè)溫度相同的物體之間不存在導(dǎo)熱或熱對流現(xiàn)象,卻存在熱輻射現(xiàn)象,只不過兩物體的輻射換熱量為零,處于熱平衡狀態(tài)。熱輻射的本質(zhì)和特點(diǎn)(3)熱輻射過程存在著能量形式的轉(zhuǎn)換。熱輻射的本質(zhì)和特點(diǎn)物體發(fā)出輻射能,是將該物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)換為電磁波發(fā)出,當(dāng)電磁波投射到另一個(gè)物體表面而被吸收時(shí),電磁波的能量又轉(zhuǎn)換為物體的內(nèi)能。輻射基本定律輻射基本定律不同的物體輻射能量是不一樣的,研究輻射換熱必然涉及到物體輻射力的確定。下面介紹有關(guān)黑體輻射的基本定律,主要是闡明黑體在一定溫度下輻射能量隨波長的分布規(guī)律,輻射能量與其溫度之間的關(guān)系。普朗克定律01維恩位移定律02目
錄Content四次方定律03普朗克定律01輻射基本定律馬科斯.普朗克(MaxPlanck1858~1947)近代偉大的德國物理學(xué)家,量子論的奠基人。
1900年,他在黑體輻射研究中引入能量量子。由于這一發(fā)現(xiàn)對物理學(xué)的發(fā)展作出的貢獻(xiàn),他獲得1918年諾貝爾物理學(xué)獎。
輻射基本定律普朗克定律說明了黑體的單色輻射力隨溫度和波長的變化規(guī)律輻射基本定律普朗克定律說明了黑體的單色輻射力隨溫度和波長的變化規(guī)律(2)一定溫度下,Ebλ分布曲線與波長坐標(biāo)所圍的面積為Eb的大小。溫度升高,Ebλ分布曲線與波長坐標(biāo)所圍的面積增大,即Eb增大。(3)溫度升高,Ebλ分布曲線波峰對應(yīng)的波長λm減小,且λmT=定值=2900μm·K,即為維恩位移定律。(1)一定溫度下,Ebλ的大小沿波長λ=0~∝范圍內(nèi)是呈連續(xù)的、不均勻分布。λ→0、λ→∝時(shí),Ebλ→0;Ebλ有一個(gè)極大值,是輻射能量集中的波長范圍。從圖中可見輻射基本定律維恩位移定律02輻射基本定律維爾赫姆?維恩(WilhelmWien1864-1928)德國著名的理論和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家,因發(fā)現(xiàn)熱輻射定律于1911年獲得諾貝爾物理學(xué)獎。1893年從熱力學(xué)理論出發(fā)發(fā)現(xiàn)了T與
max的關(guān)系。輻射基本定律維恩有普朗克定律進(jìn)一步研究可得出對應(yīng)于單色輻射力為極大值(Eb
)max時(shí)的波長
max與溫度T間的關(guān)系,即維恩(Vien)位移定律。輻射基本定律太陽輻射,溫度T≈6000K,λm≈0.48μm,輻射能集中于可見光波段;工業(yè)應(yīng)用范圍,T<2000K,λm<1.45μm,輻射能集中于紅外線波段。鎢絲燈燈絲的溫度為2800K,在燈絲發(fā)出的輻射能中,可見光只占8.81%,其余91.9%屬于不可見的紅外輻射,并轉(zhuǎn)化為熱能,散失到周圍介質(zhì)中。因此,鎢絲燈作為光源,其照明效率是很低的。四次方定律03輻射基本定律玻爾茲曼(LudwigEduardBoltzmann,1844~1906)
奧地利物理學(xué)家。氣體分子運(yùn)動論的主要奠基人,對熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)理論的建立和發(fā)展,作出了巨大貢獻(xiàn)。1884年,玻爾茲曼應(yīng)用熱力學(xué)理論,導(dǎo)出了熱輻射的斯特藩定律,取得了應(yīng)用理論知識驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)定律的一個(gè)重大成果。黑體輻射力與溫度的關(guān)系式稱為斯忒藩-玻爾茲曼定律。他說明黑體的輻射力與熱力學(xué)溫度的四次方成正比,又稱四次方定律。輻射基本定律式中,Eb為黑體的輻射力,W/m2;T為熱力學(xué)溫度,K。輻射基本定律利用黑度的定義,四次方定律可用于實(shí)際物體?;殷w和基爾霍夫定律灰體和基爾霍夫定律實(shí)際物體α值的大小,除了與物體的性質(zhì)有關(guān)外,還與投入輻射的波長λ有關(guān),即對不同波長的投入輻射,物體的單色吸收率αλ各不相同,有αλ=f(λ)。為了研究和計(jì)算的方便,在熱輻射的理論中引入了灰體這一概念。下面介紹灰體和灰體輻射的基本定律?;殷w01基爾霍夫定律02目
錄Content灰體01灰體和基爾霍夫定律所謂灰體,是指單色吸收比αλ與波長無關(guān)的物體。即αλ=α=常數(shù)?;殷w是工業(yè)應(yīng)用范圍內(nèi)對實(shí)際物體的理想化與簡化,灰體是假想的理想物體,自然界中并不存在。工業(yè)上所遇到的熱輻射(T<2000K),其主要波長位于紅外線范圍。一般物體在紅外線范圍內(nèi)的單色吸收比不隨波長作明顯變化,因而在熱輻射計(jì)算中,我們把工程材料作為灰體對待不會引起太大的誤差。這種簡化處理將給輻射換熱計(jì)算帶來很大的方便?;殷w和基爾霍夫定律但是必須注意,這一方法不能推廣到對太陽輻射的吸收上。因?yàn)樘柋砻娴母邷厥固栞椛渲锌梢姽庹剂舜蠹s46%的比例,物體的顏色對可見光的吸收呈強(qiáng)烈的選擇性,而常溫下物體的紅外線輻射一般是與物體顏色無關(guān)的?;殷w和基爾霍夫定律從輻射的角度,反映灰體與實(shí)際物體、黑體的關(guān)系如下。基爾霍夫定律02灰體和基爾霍夫定律物體的吸收率α和黑度ε(輻射率)是關(guān)系到物體之間輻射換熱中能量收支的兩個(gè)指標(biāo),他們之間的關(guān)系由基爾霍夫定律來確定?;鶢柣舴蚨傻臄?shù)學(xué)表達(dá)式為(2)因?yàn)閷?shí)際物體的吸收比小于1,所以同溫下黑體的輻射力最大。(3)對于灰體,不論投入輻射是否來自黑體,也無論是否處于熱平衡條件,其吸收率恒等于同溫度下的黑度。(1)輻射力大的物體,其吸收比就越大。換句話說,善于輻射的物體必善于吸收?;鶢柣舴蚨煽梢缘贸鱿旅娴慕Y(jié)論灰體和基爾霍夫定律灰體和基爾霍夫定律可見灰體包含了黑體,黑體是灰體的一個(gè)特例。黑體灰體角系數(shù)角系數(shù)影響物體相互間輻射換熱的因素除物體的表面溫度和黑度外,還有物體的尺寸、形狀、相互位置等幾何關(guān)系。換熱表面的形狀及其相對位置對輻射換熱有很大的影響。在介紹輻射換熱量的確定時(shí)我們首先了解角系數(shù)的概念。角系數(shù)01角系數(shù)的性質(zhì)02目
錄Content角系數(shù)01我們把表面1發(fā)出的輻射能落在表面2上的百分?jǐn)?shù)稱為表面1對表面2的輻射角系數(shù),記為X1,2。角系數(shù)“發(fā)出”即離開之意,他包含表面的自身輻射和反射輻射;“落到”的含義不管表面2吸收與否。角系數(shù)角系數(shù)純?yōu)閹缀我蜃?,他只取決于換熱物體表面的形狀、尺寸以及物體間的相對位置,而與物體性質(zhì)和溫度條件等無關(guān),這是角系數(shù)的基本性質(zhì)。兩表面的形狀及相對位置一經(jīng)確定以后,一個(gè)表面發(fā)出的輻射能落到另一表面的百分?jǐn)?shù)也就完全確定了。角系數(shù)的性質(zhì)02角系數(shù)1.角系數(shù)的相對性兩個(gè)表面在輻射換熱時(shí)其角系數(shù)不是完全獨(dú)立的,而是以上式的方式聯(lián)系著,如果知道其中一個(gè)角系數(shù),利用該式就可以很方便地求得另一個(gè)角系數(shù)。角系數(shù)2.角系數(shù)的完整性根據(jù)能量守恒原理,從任何一個(gè)表面發(fā)射出的輻射能必全部自身或其他表面上。角系數(shù)表面為平表面或凸表面,對自身的角系數(shù)如X1,1=0;表面為凹表面,對自身的角系數(shù)如X1,1<1,不為零。角系數(shù)典型類型角系數(shù)計(jì)算兩平行大平板或兩個(gè)無限接近的平板,X1,1=0,X2,2=0,可以認(rèn)為每一表面的輻射能能完全落到另一表面上,故X1,2=X2,1=1。角系數(shù)典型類型角系數(shù)計(jì)算一表面為另一表面所包圍的情況。忽略b、c通過兩端開口處往外散出的輻射能,顯然X1,1=0,X1,2=1,X2,1<1,X2,1=A1/A2,X2,2=1-A1/A2。爐內(nèi)輻射換熱火焰輻射01爐內(nèi)輻射02目
錄Content火焰輻射01爐內(nèi)輻射換熱電廠鍋爐爐膛內(nèi)燃料與空氣發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng),同時(shí)釋放出熱量,把燃燒產(chǎn)物煙氣加熱到很高的溫度,在火焰中心區(qū)溫度可高達(dá)1600℃以上。在高溫下煙氣主要以輻射方式傳遞熱量。在高溫下,燃燒產(chǎn)物呈現(xiàn)不同的發(fā)光性,稱之為火焰。發(fā)光火焰半發(fā)光火焰不發(fā)光火焰按顆粒的不同,火焰分為三種類型。爐內(nèi)輻射換熱爐內(nèi)輻射換熱當(dāng)氣體燃料或沒有灰分的其他燃料完全燃燒時(shí),得到略帶藍(lán)色而近于無色的火焰,稱為不發(fā)光火焰。這種火焰中沒有固體顆粒,主要輻射成分是H2O、CO2,按氣體輻射對待。液體燃料及預(yù)先沒有與空氣充分混合的氣體燃料燃燒時(shí),碳?xì)浠衔锔邷亓呀猱a(chǎn)生炭黑粒子,在燃燒器根部火焰發(fā)光,稱為發(fā)光火焰?;鹧鏆饬麟x開燃燒器一段距離后,炭黑粒子逐漸燃盡,此時(shí)火焰不發(fā)光。炭黑粒子的輻射占主要地位。固體燃料燃燒形成半發(fā)光火焰。顆粒狀固體燃料逸出水分和揮發(fā)物后余下焦炭粒子,焦炭粒子燃盡后形成灰粒。焦炭粒子和灰粒的輻射占主要地位,焦炭粒子的輻射力約占火焰總輻射力的25~30%,灰粒的輻射力約占火焰總輻射力的40~60%。爐內(nèi)輻射02爐內(nèi)輻射換熱爐內(nèi)輻射換熱是指鍋爐內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的火焰與四周受熱面(水冷壁)之間以輻射方式傳遞熱量的過程。火焰的輻射和吸收是在整個(gè)容積中進(jìn)行的?;鹧娴妮椛涮匦耘c所含固體顆粒的大小和數(shù)量有關(guān)。爐內(nèi)輻射換熱
爐內(nèi)輻射換熱的特點(diǎn):(1)由于爐內(nèi)燃燒過程與燃料的燃燒過程緊密聯(lián)系,因而爐膛中不同部位的火焰溫度變化很大爐內(nèi)輻射換熱(2)由于爐內(nèi)火焰溫度很高,而火焰沖刷水冷壁管的速度又不大,因而火焰與水冷壁管之間的對流換熱量相對于輻射換熱來說是很小的。因此,在計(jì)算中略去對流換熱,突出輻射換熱方式,所以水爐壁又稱輻射受熱面。爐內(nèi)輻射換熱根據(jù)這兩個(gè)特點(diǎn)將火焰與四周水冷壁之間的熱量交換簡化處理:把與水冷壁相切的平面作為火焰輻射面,該表面溫度為火焰平均溫度Tf、黑度為火焰黑度εf。水冷壁表面溫度Tw、黑度為εw?;鹧媾c水冷壁之間的熱量交換簡化為兩平行大平板(Af≈Aw)間的輻射換熱。物體間的輻射換熱兩個(gè)黑表面間的輻射換熱0102目
錄Content兩個(gè)灰表面間的輻射換熱01兩個(gè)黑表面間的輻射換熱物體間的輻射換熱兩個(gè)任意放置的黑體表面,已知表面積分別為A1和A2,分別維持T1和T2的恒溫。
我們熱力學(xué)中所見的實(shí)際氣體,通常氣體的比體積不是很大,氣體分子間距就比較小,在工程計(jì)算中必須考慮分子本身體積及分子間相互作用力,因此實(shí)際氣體的性質(zhì)是比較復(fù)雜的。物體間的輻射換熱單位時(shí)間從表面1發(fā)出并到達(dá)表面2的輻射能為Eb1A1X1,2,單位時(shí)間從表面2發(fā)出并到達(dá)表面1的輻射能為Eb2A2X2,1,因兩個(gè)表面都是黑體,凡落到其表面上的能量均能全部被吸收,可得兩個(gè)表面之間的輻射換熱量Q1,2為支出減收入物體間的輻射換熱根據(jù)角系數(shù)的相對性A1X1,2=A2X2,1,得與熱流=溫差/熱阻相似,是我們已經(jīng)熟悉的勢、流、阻的形式,引入熱路圖物體間的輻射換熱為空間輻射熱阻物體間的輻射換熱空間輻射熱阻是所有熱輻射物體在輻射過程中都具有的,他完全取決于物體表面間的幾何關(guān)系,與物體表面的性質(zhì)無關(guān)。當(dāng)角系數(shù)越小或者表面積越小時(shí),空間輻射熱阻越大。02兩個(gè)灰表面間的輻射換熱物體間的輻射換熱灰體表面間的輻射換熱現(xiàn)象較黑體的要復(fù)雜些,這是因?yàn)榛殷w表面對外界投入的輻射只吸收一部分,其余部分則反射出去,這樣在灰體表面之間就形成多次往返、逐次吸收的現(xiàn)象。我們先介紹輻射的表面熱阻。物體間的輻射換熱
灰體之間的輻射換熱是以有效輻射的差來分析的表面1與外界的輻射換熱量q1應(yīng)為離開表面的有效輻射能J1和投射于該表面的投入輻射能G1之差,物體間的輻射換熱物體間的輻射換熱表面輻射熱阻
結(jié)合有效輻射的定義式變換可得物體間的輻射換熱表面輻射熱阻。他是因表面不是黑體而產(chǎn)生的熱阻,其大小取決于表面因素。顯然,表面熱阻是除黑體以外的物體所特有的。與黑體相比,灰體的輻射需要跨越其表面熱阻。表面黑度越大,則表面輻射熱阻就越小。對于黑體,因ε=1,表面熱阻為零,Eb1=J1。物體間的輻射換熱值得注意的是,熱阻網(wǎng)絡(luò)一端的電位是黑體的輻射力Ebl,而不是灰體的輻射力El,另一端則是灰體的有效輻射Jl。當(dāng)Eb1>J1時(shí),Q1為正值,表示在輻射換熱過程中,表面1的凈效果是失去熱量;反之,Q1為負(fù)值,表示表面1獲得熱量。下面我們再來討論兩個(gè)灰表面之間的換熱。兩灰體表面組成的封閉系統(tǒng)的輻射換熱,是灰體輻射換熱最簡單的例子。
假設(shè)兩個(gè)灰體表面A1和A2組成的封閉換熱系統(tǒng)。兩表面的溫度分別為T1和T2,而且T1>T2,故熱流從表面1至表面2。物體間的輻射換熱物體間的輻射換熱兩灰體表面構(gòu)成的封閉系統(tǒng),仿效電路中的串聯(lián)形式可繪制輻射換熱的串聯(lián)熱阻網(wǎng)絡(luò)圖表面1和表面2之間的空間輻射熱阻表面2的表面輻射熱阻表面1的表面輻射熱阻物體間的輻射換熱熱阻分析物體間的輻射換熱表面1和表面2之間的輻射換熱量Q1,2可表示為遮熱板及其應(yīng)用遮熱板及其應(yīng)用從輻射換熱計(jì)算式中可以看出,當(dāng)系統(tǒng)黑度不變時(shí),輻射換熱量與物體溫度的四次方之差成正比;當(dāng)物體溫度保持不變時(shí),輻射換熱量則與系統(tǒng)黑度成正比。在換熱系統(tǒng)的幾何關(guān)系一定時(shí),系統(tǒng)黑度只與物體的表面黑度有關(guān)。因而在面積和表面溫度一定時(shí),要增強(qiáng)或削弱輻射換熱,可以通過改變換熱表面的黑度來實(shí)現(xiàn)。遮熱板就是常用的方法。遮熱板原理01遮熱板應(yīng)用02目
錄Content遮熱板原理01遮熱板及其應(yīng)用遮熱板是削弱輻射換熱經(jīng)常采用的一種手段。他對整個(gè)系統(tǒng)不起加入或移走熱量的作用,而僅僅是在熱流途中增加熱阻以減小換熱量。如果輻射表面的尺寸、溫度和黑度無法改變,工程上又需要削弱輻射換熱的影響,這時(shí)可用在輻射表面之間放置黑度很小的薄板這一方法來達(dá)到目的。這種薄
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