西安交大热工基础第12章 辐射换热2

热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer1/21五、黑体表面间的辐射换热如图，垂直于纸面方向无限长假定出去为“+”1,2222,1112,1XEAXEAbb211,22212,11bbbbEEXAEEXA关键！热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer2/21六、灰体表面间的辐射换热1211T22T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热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer3/212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/m21,2222,1112,1XJAXJA关键！热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer4/211111)11(qEJbGEGEJb3有效辐射与表面净辐射换热量之间的关系1,2222,1112,1XJAXJA111GJq外11111GEqb内假定出去为“+”热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer5/214表面辐射热阻和空间辐射热阻qEJb)11(1JEqbAJEΦb12,1121212,112,11XAJJJJXA热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer6/21AJEΦb12,11212,11XAJJΦ把这两个式子与电学中的欧姆定律比较：•相当于电流强度，是过程中传递的量•（Eb-J）、（J1－J2）相当于电压，是过程进行的驱动力；Eb相当于源电势、J相当于节点电势•、相当于电阻A12,111XA热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer7/21AJEΦb12,11212,11XAJJΦ热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer8/215两漫灰表面封闭系统辐射网络图2222,11111212,1111AXAAEEbb热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer9/212222,11111212,1111AXAAEEbb2,1121212,112,11XAEEEEXAbbbb热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer10/21表面积A1与表面积A2相当且无限靠近111)(21212,1bbEEA•几种特殊情形热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer11/21表面积A2比表面积A1大很多且表面1为非凹表面)(21112,1bbEEA热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer12/21由于工程上的需求，经常需要强化或削弱辐射换热。七、辐射换热的强化与削弱（一）措施或方法1改变换热表面的发射率或吸收比•改变表面辐射热阻热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer13/21（1）保温瓶胆镀银（2）户外变压器涂浅色油漆（3）空调室外机的颜色（4）夏季冬季服饰颜色•改变表面发射率首先应改变对辐射换热影响最大的表面的发射率热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer14/212改变换热表面间的角系数3利用遮热板thermalradiationshield•这是综合、有效的方法•重点内容！2222,11111212,1111AXAAEEbb21112,1bbEEA热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer15/212222,11111212,1111AXAAEEbb1211T22T（二）遮热板的工作原理及应用1遮热板的工作原理11111121212211212,1bbbbEEEEq热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer16/21如果插入一块无限大薄金属板，那么1112,11X2211bE2bE1J2J1113,11X3313,21X2211bE3bE2bE3311J3J3J2J热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer17/21321假定221132121'2,1bbEEq如何进一步提高遮热板的遮热效果？2,1'2,121qq则11121212,1bbEEq热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer18/212,33,12,1212,1232,3313,1)(21)()(qqqEEqEEqEEqbbsbbsbbs可见，与没有遮热板时相比，辐射换热量减小了一半。在稳态条件下热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer19/21•遮热罩式热电偶•窗帘•阿拉伯长袍的秘密穿行沙漠最凉爽的服装=8367254阿拉伯长袍历经数千载而不衰，与阿拉伯人赖以生存的自然环境有关。一些自然探险家曾在阿拉伯沙漠腹地做过试验，在相同温度下，穿西服或衬衫的人大汗淋漓、气喘嘘嘘，穿长袍的人则泰然自若、气定神闲。原来，长袍把身体全部遮住，阻挡了日光的直接照射，同时，外面的风吹入袍内，上下流动形成一个通风管，把身体的湿气和热气一扫而去，使人感到凉爽舒适。2遮热板的应用热流中心热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer20/21例题：在金属铸型中铸造镍铬合金板铸件。由于铸件凝固收缩和铸型受热膨胀，铸件与铸型间形成厚1mm的空气隙。已知气隙两侧铸型和铸件的温度分别为300℃和600℃，铸型和铸件的表面发射率分别为0.8和0.67，不考虑对流，试求通过气隙的热流密度。附注：(1)空气的物性参数t℃kgm3102[]W/(mK)106(Pas)v106(ms)2Pr3000.6154.6029.748.330.6744000.5245.2133.063.090.6785000.4565.7436.279.380.6876000.4046.2239.196.890.699热流中心第十二章作业12-1,12-2,12-3,12-4热工基础FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer21/21