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1、1,第八章 辐射换热的计算,2,一 角系数的定义,8-1 角系数的定义、性质及计算,1 问题的引出,两表面之间的辐射换热量与它们之间的相对位置有很大关系！,3,2 角系数的定义,X1, 2表面1对表面2的角系数：表面1发出的辐射能落到表面2上的份额,X2, 1表面2对表面1的角系数：表面2发出的辐射能落到表面1上的份额,View factor, angle factor,4,二 讨论角系数的假定,1 两个假定,2 优点,物体表面为漫射表面,在所研究表面的不同地点上向外发射的辐射热流密度是均匀的,角系数完全是一个几何因子,物体表面温度及发射率的改变只影响发射的辐射能的绝对大小,5,三 角系数的性
2、质,1 相对性,微元面和微元面,6,有限大小表面,当T1T2时，1, 20,7,上式称为角系数的完整性 若表面1为非凹表面时，X1,1 = 0,对于有n个表面组成的封闭系统，见右图所示，据能量守恒可得:,2 完整性,8,如图所示，表面2可分为2A和2B两个面，当然也可以分为n个面，则角系数的可加性为,3 可加性,注意：子区域不能重叠！,9,注意：子区域不能重叠！,10,四 角系数的计算,1 直接积分法,这是一个四重积分！,图8-7、8-8、8-9，查图时注意对数坐标,11,2 代数分析法 ,利用角系数的性质，通过求解代数方程组而获得角系数的方法,三表面封闭系统,相对性 完整性 可加性,12,1
3、3,交叉线法,14,从已知推出未知,由P.270图8-8可以查出,求 X1,2？,由角系数的可加性,15,利用对称性,16,五 举例,锅炉炉膛对水冷壁的辐射角系数,17,经简化后 变成线AD对弧AB的角系数 记得要乘2倍,18,19,8-2 被透热介质隔开的两固体 表面间的辐射换热,一 透热介质,指不参与热辐射的介质 空气,二 封闭腔模型,在计算任何一个表面与外界之间的辐射换热时,该表面向空间各方向发射出去的辐射能 空间各个方向投射到该表面上的辐射能,20,如何确保以上两点呢？,计算的对象必须是一个包含所研究表面在内的一个封闭腔,封闭腔的表面可以全部是真是的，也可以部分是假想的,21,三 两黑
4、体表面组成的封闭腔,如图，垂直于纸面方向无限长,假定出去为 “ + ”,22,举例,23,四 两漫灰表面组成的封闭腔,以表面1为研究对象 投入到表面1上的辐射能 从表面1上出去的辐射能,1 投入辐射 G,单位时间内从外界投射到单位表面积上的总辐射能 单位：W/m2,24,2 有效辐射 J,单位时间内从离开表面的单位表面积上的总辐射能 单位：W/m2,25,3 有效辐射与表面净辐射换热量之间的关系,外,内,假定出去为 “ + ”,26,4 两漫灰表面组成的封闭腔,一般情形,27,28,定义系统黑度(或称为系统发射率),29,表面1为凸面或平面,几种特殊情形,30,表面积A1与表面积A2相当且无限靠近,31,表面积A2比表面积A1大很多且表面1为非凹表面,高温管道间 热电偶测温的辐射误差,32,五 例题,1 例8-3,液氧储存容器 表面镀银的作用,这是有关抑制辐射换热的问题,特例2,空调器室外机为 什么涂成白色？,33,2 例8-4,高温管道间 有两种处理方法,3 例8-5,其实是一个三表面系统 如果表面是黑体，可以计算；如果不是，要用下一节的知识,
