1、2019/2/11,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,第五节 辐射传热,2019/2/11,一、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,2019/2/11,3、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,2019/2
2、/11,4、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。,2019/2/11,5、物体的辐射能力-斯帝芬-波尔茨曼定律,物体辐射能力：,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。,2019/2
3、/11,绝对黑体的单色辐射能力Eb随波长的变化的规律 ：,2019/2/11,当=0时，单色发射能力Eb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 ， Eb又随的增加而减小； =时，又回到零。,黑体的辐射能力,斯蒂芬-波尔茨曼定律,2019/2/11,黑体的辐射常数或斯蒂芬-波尔茨曼常数,黑体的辐射系数,绝对黑体的辐射能力和绝对温度的四次方成正比。 灰体的辐射能力E ：,C：灰体的辐射系数，取决于物体性质、表面情况和温度。,2019/2/11,黑度（发射率）：,同一温度下，灰体的辐射能力与黑体辐射能力的比值,6、克希霍夫定律,A1,2019/2/11,克希霍夫定律,一切物体
4、的辐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辐射能力，其值只与温度有关。,在同一温度下，物体的吸收率和黑度在数值上相等。 表示灰体辐射能力占黑体辐射能力的分数 A为外界投射来的辐射能被物体吸收的分数,2019/2/11,二、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E1,2019/2/11,2019/2/11,同理，从壁面2辐射和反射的能量之和E2,2019/2/11,2019/2/11,C1-2总辐射系数,2019/2/11,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
5、应写为：,2019/2/11,C1-2：物体1对物体2的总辐射系数，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。,2019/2/11,解：(1)放置铝板前因辐射损失的热量,取铸铁的黑度为,2019/2/11,（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。
6、假定铝板的温度为Ti （ K），则铝板向房间辐射的热量为：,2019/2/11,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：,2019/2/11,式中：,当传热达到稳定时，,2019/2/11,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。,2019/2/11,三、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，,2019/2/11,改成对流传热系数的形式,辐射传热系数,2019/2/11,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，对周围环境的对流、辐射联合传热系数可用近似公式估算。,
