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1、2024年7月27日第三章第三章 传热传热一、基本概念和定律一、基本概念和定律二、两固体间的辐射传热二、两固体间的辐射传热三、对流和辐射的联合传三、对流和辐射的联合传热热第六节第六节 辐射传热辐射传热2024年7月27日一、基本概念一、基本概念和定律和定律1 1、热辐射、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 2、热射线、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 2024年7月27日3 3、
2、热辐射对物体的作用、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 2024年7月27日 4 4、黑体、镜体、透热体和灰体、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：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。 2024年7月27日5 5、物体的发射能力、物体的发射能力-斯帝芬斯帝
3、芬- -波尔茨曼定律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 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。2024年7月27日 绝对黑体的单色发射能力E0随波长的变化的规律 ：2024年7月27日当=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 斯蒂芬斯蒂芬-波尔茨曼定律波尔茨曼定律 2024年7月27日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。
4、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。 2024年7月27日黑度（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 6、克希霍夫定律、克希霍夫定律 2024年7月27日克希霍夫定律克希霍夫定律 一切物体的发射能力与其吸收率的比值均相等，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 2024年7月27日二、两固体间的相互辐射二、两固体间的相互辐射 1 1、 两无限大平行灰体壁面之间的相互辐射两无限大平行灰体壁面之间
5、的相互辐射 从壁面1辐射和反射的能量之和E12024年7月27日2024年7月27日同理，从壁面2辐射和反射的能量之和E22024年7月27日2024年7月27日C1-2总发射系数 2024年7月27日在面积均为S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 ，辐射传热速率应写为： 2024年7月27日 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
6、失的热量。 ：几何因子或角度系数，表示从辐射面积S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。 2024年7月27日解：解：(1)放置铝板前因辐射损失的热量取铸铁的黑度为2024年7月27日（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、房间和铝板。假定铝板的温度为TiK，则铝板向房间辐射的热量为：2024年7月27日式中： 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：2024年7月27日式中：当传热达到稳定时，2024年7月27日放置铝板后因辐射的热损失减少百分率为：结论：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。2024年7月27日三、辐射、对流联合传热三、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， 2024年7月27日改成对流传热系数的形式 辐射传热系数 2024年7月27日 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。
