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1、2020/7/31,第四章 传热,一、基本概念和定律 二、两固体间的辐射传热 三、对流和辐射的联合传热,第六节 辐射传热,2020/7/31,一、基本概念和定律,1、热辐射 热辐射 ：,物体因热的原因发出辐射能的过程称为热辐射,辐射传热 ：,不同物体间相互辐射和吸收能量的综合过程,2、热射线 热射线 ：,可见光线和红外光线统称为热射线 服从反射定律和折射定律 能在均一介质中作直线传播,在真空和大多数的气体（惰性气体和对称的双原子气体）中热射线可以完全透过,2020/7/31,3、热辐射对物体的作用,A=QA/Q,物体的吸收率,R=QR/Q,物体的反射率,D=QD/Q,物体的透过率,2020/7
2、/31,4、黑体、镜体、透热体和灰体,黑体（绝对黑体）：,能全部吸收辐射能的物体，即A=1的物体,镜体（绝对白体）：,能全部反射辐射能的物体，即R=1的物体,透热体 ：,能透过全部辐射能的物体，即D=1的物体,灰体 ：,能够以相等的吸收率吸收所有波长辐射能的物体,灰体的特点： 它的吸收率A不随辐射线的波长而变。 它不是透热体，即A+R=1,D=0。,2020/7/31,5、物体的发射能力-斯帝芬-波尔茨曼定律,物体发射能力：,物体在一定的温度下，单位表面积、单位时间内所发射的全部波长的总能量。用E表示，单位：W/m2。,单色辐射能力：,单位表面积、单位时间内的发射某一特定波长的能力。,2020
3、/7/31,绝对黑体的单色发射能力E0随波长的变化的规律 ：,2020/7/31,当=0时，单色发射能力E0均等于零； 波长增加时，单色发射能力也随之增加，达到一最高值后 ，E0又随的增加而减小； =时，又回到零。,黑体的发射能力,斯蒂芬-波尔茨曼定律,2020/7/31,黑体的发射常数或斯蒂芬-波尔茨曼常数,黑体的发射系数,绝对黑体的发射能力和绝对温度的四次方成正比。 灰体的发射能力E ：,C：灰体的发射系数，取决于物体性质、表面情况和温度。,2020/7/31,黑度（发射率）：,同一温度下，灰体的发射能力与黑体发射能力的比值,6、克希霍夫定律,2020/7/31,克希霍夫定律,一切物体的发
4、射能力与其吸收率得比值均相等，且等于同温度下的绝对黑体的发射能力，其值只与温度有关。,由,和,在同一温度下，物体的吸收率和黑度在数值上相等。 表示灰体发射能力占黑体发射能力的分数 A为外界投射来的辐射能被物体吸收的分数,2020/7/31,二、两固体间的相互辐射,1、 两无限大平行灰体壁面之间的相互辐射 从壁面1辐射和反射的能量之和E1,2020/7/31,2020/7/31,同理，从壁面2辐射和反射的能量之和E2,2020/7/31,2020/7/31,C1-2总发射系数,2020/7/31,在面积均为A相距很小的平行面间的辐射传热速率为：,当两平行壁面间距离与表面积相比不是很小时 ，辐射传
5、热速率应写为：,2020/7/31,C1-2：物体1对物体2的总发射系数，取决于壁面的性质和两个壁面的几何因素。 例：车间内有一高和宽各为3m的铸铁炉门，其温度为227，室内温度为27。为了减少热损失，在炉门前50mm处设置一块尺寸和炉门相同的而黑度为0.11的铝板，试求放置铝板前、后因辐射而损失的热量。,：几何因子或角度系数，表示从辐射面积A所发射出的能量为另一物体表面所拦截的分数。数值与两表面的形状、大小、相互位置以及距离有关。,2020/7/31,解：(1)放置铝板前因辐射损失的热量,取铸铁的黑度为,2020/7/31,（2）放置铝板后因辐射损失的热量 用下标1、2和i分别表示炉门、房间
6、和铝板。假定铝板的温度为TiK，则铝板向房间辐射的热量为：,2020/7/31,式中：,炉门对铝板的辐射传热可视为两无限大平板之间的传热，故放置铝板后因辐射损失的热量为：,2020/7/31,式中：,当传热达到稳定时，,2020/7/31,放置铝板后因辐射的热损失减少百分率为：,结论：设置隔热挡板是减少辐射散热的有效方法，而且挡板材料的黑度愈低，挡板的层数愈多，则热损失愈少。,2020/7/31,三、辐射、对流联合传热,设备的热损失等于对流传热和辐射传热之和 。 由于对流散失的热量 ：,由于辐射而散失的热量 ：,设备向大气辐射传热，,2020/7/31,改成对流传热系数的形式,辐射传热系数,2020/7/31,总热损失量为：,对流辐射联合传热系数,对于有保温层的设备、管道等，外面对周围环境的对流、辐射联合传热系数可用近似公式估算。,
