清華大學(xué)輻射傳熱課件匯報(bào)人：XX目錄01輻射傳熱基礎(chǔ)02輻射傳熱的數(shù)學(xué)模型03輻射傳熱的應(yīng)用04輻射傳熱的實(shí)驗(yàn)方法06輻射傳熱的前沿研究05輻射傳熱的數(shù)值模擬輻射傳熱基礎(chǔ)PART01傳熱基本概念包括熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射三種傳熱模式因溫度差引起的能量轉(zhuǎn)移現(xiàn)象傳熱定義輻射傳熱原理輻射傳熱通過(guò)電磁波傳遞熱量，無(wú)需介質(zhì)，可在真空中進(jìn)行。電磁波傳遞熱射線是輻射傳熱的主要載體，波長(zhǎng)范圍在0.38～1000μm之間。熱射線作用輻射與傳導(dǎo)、對(duì)流比較輻射以電磁波傳熱，傳導(dǎo)靠分子熱運(yùn)動(dòng)，對(duì)流通過(guò)流體宏觀流動(dòng)傳遞方式差異輻射無(wú)需介質(zhì)，傳導(dǎo)需固體、液體或氣體，對(duì)流依賴流體介質(zhì)介質(zhì)需求不同輻射非接觸式，傳導(dǎo)接觸式，對(duì)流伴隨物質(zhì)遷移傳遞特點(diǎn)對(duì)比輻射傳熱的數(shù)學(xué)模型PART02輻射強(qiáng)度與角度關(guān)系輻射強(qiáng)度定義角度影響規(guī)律01輻射強(qiáng)度為單位投影面積在單位立體角內(nèi)發(fā)射的輻射能，與方向相關(guān)。02根據(jù)蘭貝特定律，黑體輻射強(qiáng)度與方向無(wú)關(guān)，實(shí)際物體輻射強(qiáng)度隨角度變化。輻射換熱系數(shù)計(jì)算輻射換熱系數(shù)定義為hr=Q/(AΔT)，用于簡(jiǎn)化輻射換熱計(jì)算。定義與公式01輻射換熱系數(shù)依賴于溫度，具有非線性，與發(fā)射率、幾何相關(guān)。影響因素02輻射網(wǎng)絡(luò)法通過(guò)節(jié)點(diǎn)和熱阻構(gòu)建輻射網(wǎng)絡(luò)，模擬多表面間輻射換熱過(guò)程。輻射網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建應(yīng)用于核反應(yīng)堆、太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，優(yōu)化熱效率并降低能耗。工程應(yīng)用案例輻射傳熱的應(yīng)用PART03工業(yè)爐窯設(shè)計(jì)采用黑體組件調(diào)控?zé)嵘渚€，提高爐膛發(fā)射率，增強(qiáng)工件輻照度，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能。黑體組件應(yīng)用01選用高發(fā)射率爐襯材料，提升爐膛整體輻射能力，降低能耗，延長(zhǎng)爐襯壽命。爐襯材料優(yōu)化02太陽(yáng)能利用01太陽(yáng)能利用簡(jiǎn)介：光譜選擇性涂層提升集熱效率，吸收比超0.9，發(fā)射率低于0.2。02太陽(yáng)能熱管簡(jiǎn)介：利用相變傳熱，高效傳輸熱量，溫差小但傳熱量大。空間技術(shù)中的應(yīng)用航天器在真空環(huán)境中依賴輻射散熱，確保設(shè)備在極端溫度下穩(wěn)定運(yùn)行。航天器熱控利用輻射信號(hào)進(jìn)行空間監(jiān)測(cè)和地球、大氣層遙感，實(shí)現(xiàn)高精度探測(cè)?？臻g紅外探測(cè)輻射傳熱的實(shí)驗(yàn)方法PART04實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹含散熱器與光發(fā)射器，支持熱輻射、光輻射及距離、入射角實(shí)驗(yàn)研究。輻射傳熱模塊01測(cè)試隔熱服輻射熱源隔熱性能，符合GB38453-2019等標(biāo)準(zhǔn)。輻射熱傳導(dǎo)儀02清華實(shí)驗(yàn)室CPHS與TTX裝置，提供質(zhì)子束、中子束等，支撐輻射效應(yīng)研究。先進(jìn)輻射源裝置03實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集選用高精度輻射計(jì)，確保數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。儀器選擇實(shí)時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括溫度、輻射強(qiáng)度等關(guān)鍵參數(shù)。數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析通過(guò)重復(fù)實(shí)驗(yàn)與對(duì)比，驗(yàn)證輻射傳熱實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性。數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性驗(yàn)證分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)輻射傳熱過(guò)程中溫度、距離等因素對(duì)傳熱效果的影響規(guī)律。規(guī)律總結(jié)輻射傳熱的數(shù)值模擬PART05數(shù)值模擬基礎(chǔ)數(shù)值模擬通過(guò)離散化處理，將輻射傳熱偏微分方程轉(zhuǎn)化為代數(shù)方程組求解。模擬原理利用CFD軟件進(jìn)行輻射傳熱數(shù)值模擬，如設(shè)置邊界條件、網(wǎng)格劃分和求解分析。軟件應(yīng)用模擬軟件介紹支持多物理場(chǎng)耦合，可模擬漫反射、鏡面反射及灰體輻射特性。COMSOL軟件0102功能強(qiáng)大，可進(jìn)行熱輻射、流體動(dòng)力學(xué)等多領(lǐng)域數(shù)值模擬。ANSYS軟件03開源CFD軟件，支持復(fù)雜幾何與多物理場(chǎng)耦合的輻射傳熱分析。OpenFOAM軟件模擬案例分析模擬城市建筑日照輻射熱效應(yīng)，分析不同輻射條件對(duì)建筑表面溫度及流場(chǎng)的影響。01城市建筑輻射通過(guò)冷熱板輻射仿真，研究不同溫度下輻射強(qiáng)度與溫度場(chǎng)的分布規(guī)律。02冷熱板輻射輻射傳熱的前沿研究PART06新材料在輻射傳熱中的應(yīng)用簡(jiǎn)介：AI設(shè)計(jì)熱輻射超材料，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能與航天熱控。新材料應(yīng)用簡(jiǎn)介：低介電常數(shù)材料近場(chǎng)輻射換熱，用于芯片熱控。低介電材料簡(jiǎn)介：石墨烯摻雜硅板增強(qiáng)近場(chǎng)熱輻射，提升熱傳輸效率。石墨烯復(fù)合微納尺度下的輻射傳熱近場(chǎng)輻射研究研究微納米尺度下輻射傳熱路徑，實(shí)現(xiàn)近場(chǎng)輻射熱流高效傳輸。微結(jié)構(gòu)調(diào)控利用表面微結(jié)構(gòu)形態(tài)，實(shí)現(xiàn)熱輻射能量傳遞與光譜控制。輻射傳熱的優(yōu)化控制