第11章辐射换热
11.1 辐射换热的基本概念
11.2 热辐射的基本定律
11.3 固体、液体及灰体的辐射
11.4 黑体间的辐射换热及角系数
11.5 灰体间的辐射换热
1
11.1 辐射换热的基本概念1．热辐射的特点
可见光（0.38-0.76μm）红外线（0.76-600μm）热射线（0.38-100μm）
2
1不需要物质作传热媒介，而是依靠发射电磁波来传递热
量。2伴随着能量形式的两次转化3物体T ＞0K ，进行热辐射
热辐射的特点
11.1 辐射换热的基本概念
3
1 =
11.1 辐射换热的基本概念
3.黑体模型
小孔面积/空腔内表面积<0.6%
小孔吸收率0.996
6
11.2 热辐射的基本定律
1.普朗克定律
),(T f E b λλ=W/(m 2·µm)
0→→λλb E 0
→∞→λλb E 维恩定律:
λmax ·T =2897. 6 µm·K
8
应用：
热辐射的基本定律
11
表示物体相对于黑体的
表示物体相对于黑体的辐
)
灰体吸收
()
E
黑体吸收
分析：
任意两表面所组成的体系，其中一个
表面所发射的辐射能投射到另一表面
上的能量占发射总能量的百分数，称
为第一表面对第二表面的辐射角系数，
同理，第二表面对第一表面
214
角系数的性质
1）纯几何参数
2）互变关系（相对性）212121A A ϕϕ=3）自变关系（完整性）
n
11312111Φ++Φ+Φ+Φ=Φ 1
n 1131211=++++ϕϕϕϕ 1
n 2232221=++++ϕϕϕϕ 1
32n
1
n 321=++++n n n n ϕϕϕϕ …………………………
11211=+ϕϕ1
2221=+ϕϕ11.4 固体表面间的辐射换热
16
3
3131222F F F F F -+-+-+18
4) 对称性
5) 可分性（分解性）
32
31)2
1
(3ϕϕϕ+=+32
111.4 固体表面间的辐射换热
19
1
）两不可自见面
11=ϕ0
22=ϕ自见性1
12=ϕ1
21=ϕ完整性
11.4 固体表面间的辐射换热
角系数的确定
20
2）一可自见面与一不自见面
011=ϕ自见性完整性2121212121/A A A A =⇒=ϕϕϕ1
1121211=⇒=+ϕϕϕ相对性21222221/11A A -=⇒=+ϕϕϕ完整性∞→2A 112=ϕ021≈ϕ11.4 固体表面间的辐射换热
21
3）两可自见面f 112ϕϕ=兼顾性0
=ff ϕ11=f ϕ1
1111/A A f f f f f =⇒=ϕϕϕ1112/A f f ==ϕϕ2221/A f f ==ϕϕ11211/11A f -=-=ϕϕ222/1A f -=ϕ∞→2A 1112/A f f ==ϕϕ0
/2221≈==A f f ϕϕ11.4 固体表面间的辐射换热
f—透热体22
24
A 4)100
25
G 自G 反G 吸G A
A
29
表面热阻
31
小结
一、本课的基本要求
1．掌握角系数的定义、性质和简单封闭系角系数
的确定。
2．理解有效辐射、差额热量的概念。
3．会计算两灰体表面间的辐射换热量。
二、本课的重点、难点
重点：角系数的定义、性质，两灰体表面间的辐射传热量计算。
难点：加隔热板后的辐射换热量计算。
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