表面传热系数课件

传传 热热 学学传 热 学1一、一、热量传递的三种基本方式热量传递的三种基本方式导热导热(热传导热传导)对流对流(热对流热对流)三种基本模式的定义、实例三种基本模式的定义、实例热辐射热辐射一、热量传递的三种基本方式2二、导热、导热基本定律基本定律(Fouriers law）1822年年，法法国国数数学学家家傅傅里里叶叶（Fourier）在在实实验验研研究究基基础础上上，发现发现导热基本规律导热基本规律 傅里叶定律傅里叶定律垂垂直直导导过过等等温温面面的的热热流流密密度度，正正比比于于该该处处的的温温度度梯梯度度，方方向向与与温度梯度相反温度梯度相反热导率（导热系数）热导率（导热系数）直角坐标系中：直角坐标系中：注：傅里叶定律只适用于各向同性材料注：傅里叶定律只适用于各向同性材料各向同性材料：各向同性材料：热导率在各个方向是相同的热导率在各个方向是相同的（Thermal conductivity）二、导热基本定律(Fouriers law）1822年，法3上式称为上式称为FourierFourier定律定律，号称导，号称导热基本定律，是一个一维稳态热基本定律，是一个一维稳态导热。其中：导热。其中：热流量，单位时间传递的热量：热流量，单位时间传递的热量WW；q q：热流密度，单：热流密度，单位时间通过单位面积传递的热量；位时间通过单位面积传递的热量；A A：垂直于导热方向的：垂直于导热方向的截面积截面积m2m2；：导热系数（热导率）：导热系数（热导率）W/(m K)W/(m K)。图图2 2-9 9 一维稳态平板内导热一维稳态平板内导热t0 x dxdtQ上式称为Fourier定律，号称导热基本定律，是一个一维稳态4热导率的数值：就是物体中单位温度梯度、单位时间、通过热导率的数值：就是物体中单位温度梯度、单位时间、通过 单位面积的导热量单位面积的导热量 物质的重要热物性参数物质的重要热物性参数影响热导率的因素：影响热导率的因素：热导率的数值表征物质导热能力大小。热导率的数值表征物质导热能力大小。实验测定实验测定三、热导率（三、热导率（Thermal conductivity）热导率的数值：就是物体中单位温度梯度、单位时间、通过 物5导热系数导热系数表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，与材料种类和温度关。与材料种类和温度关。保温材料及其表观导热系数保温材料及其表观导热系数多孔性结构的保温材料多孔性结构的保温材料导热系数表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，与材料种类和6、导热微分方程及边界条件、导热微分方程及边界条件导热分为稳态导热和非稳态导热。导热分为稳态导热和非稳态导热。边边界界条条件件：说说明明导导热热体体边边界界上上过过程程进进行行的的特特点点反反映映过过程程与与周周围环境相互作用的条件围环境相互作用的条件边界条件一般可分为三类：边界条件一般可分为三类：第一类、第二类、第三类边界条件第一类、第二类、第三类边界条件、导热微分方程及边界条件导热分为稳态导热和非稳态导热。边界7Q图图2 2-9 9 导热热阻的图示导热热阻的图示 t0 x dxdtQ导热热阻导热热阻单位导热热阻单位导热热阻导热热阻：平壁，圆筒壁导热热阻：平壁，圆筒壁Q图2-9 导热热阻的图示 t0 x 82-4 通过肋片的导热及传热强化通过肋片的导热及传热强化第三类边界条件下通过平壁的一维稳态导热：第三类边界条件下通过平壁的一维稳态导热：为了增加传热量，可以采取哪些措施为了增加传热量，可以采取哪些措施?（1）增加温差（）增加温差（tf1-tf2），但受工艺条件限制），但受工艺条件限制（2）减小热阻：）减小热阻：a)金金属属壁壁一一般般很很薄薄(很很小小)、热热导导率率很很大大，故故导导热热热热阻阻一一般般可可忽忽略略b)增大增大h1、h2，但提高，但提高h1、h2并非任意的并非任意的c)增大换热面积增大换热面积 A 也能增加传热量也能增加传热量肋片强化传热的原理肋片强化传热的原理2-4 通过肋片的导热及传热强化第三类边界条件下通过平壁9肋片效率：肋片效率：肋面总效率：肋面总效率：等截面直肋：等截面直肋：肋片效率：肋面总效率：等截面直肋：10对流换热分类：对流换热分类：对流换热分类：11 当当流流体体与与壁壁面面温温度度相相差差1 1度度时时、每每单单位位壁壁面面面面积积上、单位时间内所传递的热量上、单位时间内所传递的热量影响影响h h因素：流动形式、物性、几何形状、对流类型等因素：流动形式、物性、几何形状、对流类型等（Convection heat transfer coefficientConvection heat transfer coefficient）(5)(5)对流换热系数对流换热系数(表面传热系数表面传热系数)当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间12求解导热问题的三种基本方法：求解导热问题的三种基本方法：(1)理论分析法；理论分析法；(2)数值计算数值计算 法；法；(3)实实验法验法 三种方法的基本求解过程三种方法的基本求解过程 (1)所谓理论分析方法，就是在理论分析的基础上，直接对微分方程在给所谓理论分析方法，就是在理论分析的基础上，直接对微分方程在给定的定解条件下进行积分，这样获得的解称之为分析解，或叫理论解；定的定解条件下进行积分，这样获得的解称之为分析解，或叫理论解；(2)数值计算法，把原来在时间和空间连续的物理量的场，用有限个离散数值计算法，把原来在时间和空间连续的物理量的场，用有限个离散点上的值的集合来代替，通过求解按一定方法建立起来的关于这些值的代点上的值的集合来代替，通过求解按一定方法建立起来的关于这些值的代数方程，从而获得离散点上被求物理量的值；并称之为数值解；数方程，从而获得离散点上被求物理量的值；并称之为数值解；求解导热问题的三种基本方法：(1)理论分析法；(2)数值134-2 4-2 边界节点离散方程的建立及代数边界节点离散方程的建立及代数 方程的求解方程的求解对于第一类边界条件的热传导问题，处理比较简单，因为对于第一类边界条件的热传导问题，处理比较简单，因为已知边界的温度，可将其以数值的形式加入到内节点的离已知边界的温度，可将其以数值的形式加入到内节点的离散方程中，组成封闭的代数方程组，直接求解。散方程中，组成封闭的代数方程组，直接求解。而对于第二类边界条件或第三类边界条件的热传导问题，而对于第二类边界条件或第三类边界条件的热传导问题，就必须用就必须用热平衡的方法，建立边界节点的离散方程热平衡的方法，建立边界节点的离散方程，边界，边界节点与内节点的离散方程一起组成封闭的代数方程组，才节点与内节点的离散方程一起组成封闭的代数方程组，才能求解。能求解。为了求解方便，这里我们将第二类边界条件及第三类边界为了求解方便，这里我们将第二类边界条件及第三类边界条件合并起来考虑，用条件合并起来考虑，用qw表示边界上的热流密度或热流表示边界上的热流密度或热流密度表达式。用密度表达式。用表示内热源强度。表示内热源强度。4-2 边界节点离散方程的建立及代数对于第一类边界条件的热传145-1 对流换热概述对流换热概述1 对流换热的定义和性质对流换热的定义和性质对流换热是指流体流经固体时流体与固体表面之间的对流换热是指流体流经固体时流体与固体表面之间的热量传递现象热量传递现象。对流换热实例：对流换热实例：1)暖气管道暖气管道;2)电子器件冷却；电子器件冷却；3)电电 风扇风扇 对流换热与热对流不同，既有热对流，也有导热；不对流换热与热对流不同，既有热对流，也有导热；不 是基本传热方式是基本传热方式5-1 对流换热概述1 对流换热的定义和性质对流换热是指15(1)导热与热对流同时存在的复杂热传递过程导热与热对流同时存在的复杂热传递过程(2)必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；也必须有温差也必须有温差(3)由于流体的粘性和受壁面摩擦阻力的影响，紧由于流体的粘性和受壁面摩擦阻力的影响，紧 贴壁面处会形成速度梯度很大的边界层贴壁面处会形成速度梯度很大的边界层2 对流换热的特点对流换热的特点3 对流换热的基本计算式对流换热的基本计算式牛顿冷却式牛顿冷却式:(1)导热与热对流同时存在的复杂热传递过程2 对流换热的特165 对流换热的影响因素对流换热的影响因素对流换热是流体的导热和对流两种基本传热方式共同作用的对流换热是流体的导热和对流两种基本传热方式共同作用的结果。其影响因素主要有以下五个方面：结果。其影响因素主要有以下五个方面：(1)流动起因流动起因;(2)流动状态流动状态;(3)流体有无相变流体有无相变;(4)换热表面的几何因素换热表面的几何因素;(5)流体的热物理性质流体的热物理性质6 对流换热的分类对流换热的分类：(1)流动起因流动起因自然对流自然对流：流体因各部分温度不同而引起的密度差异所产：流体因各部分温度不同而引起的密度差异所产 生的流动生的流动强制对流强制对流：由外力（如：泵、风机、水压头）作用所产生：由外力（如：泵、风机、水压头）作用所产生 的流动的流动 5 对流换热的影响因素对流换热是流体的导热和对流两种基本传热17(2)流动状态流动状态(3)流体有无相变流体有无相变层流：整个流场呈一簇互相平行的流线层流：整个流场呈一簇互相平行的流线湍流：流体质点做复杂无规则的运动湍流：流体质点做复杂无规则的运动（紊流）（紊流）（Laminar flow）（Turbulent flow）单相换热单相换热：相变换热：凝结、沸腾相变换热：凝结、沸腾、升华、凝固、融化等、升华、凝固、融化等（Single phase heat transfer）（Phase change）（Condensation）（Boiling）(2)流动状态(3)流体有无相变层流：整个流场呈一簇互相18(4)换热表面的几何因素换热表面的几何因素：内部流动对流换热：管内或槽内内部流动对流换热：管内或槽内外部流动对流换热：外掠平板、圆管、管束外部流动对流换热：外掠平板、圆管、管束(4)换热表面的几何因素：内部流动对流换热：管内或槽内外部19(5)流体的热物理性质：流体的热物理性质：热导率热导率密度密度比热容比热容动力粘度动力粘度运动粘度运动粘度体胀系数体胀系数(5)流体的热物理性质：热导率密度比热容动力粘度运动粘度体20综上所述，综上所述，表面传热系数是众多因素的函数表面传热系数是众多因素的函数：综上所述，表面传热系数是众多因素的函数：214 物理意义物理意义无量纲无量纲无量纲无量纲热阻热阻热阻热阻无量纲无量纲无量纲无量纲时间时间时间时间Fo越大，热扰动就能越深入地传播到物体越大，热扰动就能越深入地传播到物体内部，因而，物体各点地温度就越接近周内部，因而，物体各点地温度就越接近周围介质的温度。围介质的温度。4 物理意义无量纲热阻无量纲时间Fo越大，22对流换热微分方程组对流换热微分方程组:(常物性、无内热源、二维、不可常物性、无内热源、二维、不可 压缩牛顿流体压缩牛顿流体)对流换热微分方程组:(常物性、无内热源、二维、不可23前面前面4个方程求出温度场之后，可以利用牛顿冷却个方程求出温度场之后，可以利用牛顿冷却微分方程微分方程：计算当地计算当地表面表面对流对流传传热系数热系数4个方程，个方程，4个未知量个未知量 可求得速度场可求得速度场(u,v)和和温度场温度场(t)以及压力场以及压力场(p),既适用于层流，也适用既适用于层流，也适用于紊流（瞬时值）于紊流（瞬时值）前面4个方程求出温度场之后，可以利用牛顿冷却微分方程：计算当245 5 5 5 无量纲量的获得无量纲量的获得无量纲量的获得无量纲量的获得：相似分析法和相似分析法和相似分析法和相似分析法和量纲分析法量纲分析法量纲分析法量纲分析法(1)相似分析法：相似分析法：在已知物理现象数学描述的基础上，建在已知物理现象数学描述的基础上，建立两现象之间的一些列比例系数，尺寸相似倍数，并立两现象之间的一些列比例系数，尺寸相似倍数，并导出这些相似系数之间的关系，从而获得无量纲量。导出这些相似系数之间的关系，从而获得无量纲量。(2)以左图的对流换热为例，以左图的对流换热为例，现象现象1 1：现象现象2 2：数学描述：数学描述：5 无量纲量的获得：相似分析法和量纲分析法相似分析法：在已知25对自然对流的微分方程进行相应的分析，可得到一个对自然对流的微分方程进行相应的分析，可得到一个新的无量纲数新的无量纲数格拉晓夫数格拉晓夫数式中：式中：流体的体积膨胀系数流体的体积膨胀系数 K K-1-1 Gr Gr 表征流体浮生力与粘性力的比值表征流体浮生力与粘性力的比值 (2)(2)量纲分析法：量纲分析法：在在已知相关物理量已知相关物理量的前提下，采用的前提下，采用量纲分析获得无量纲量。量纲分析获得无量纲量。对自然对流的微分方程进行相应的分析，可得到一个新的无量纲数262 2 2 2 常见无量纲常见无量纲(准则数准则数)数的物理意义及表达式数的物理意义及表达式(很重要）很重要）2 常见无量纲(准则数)数的物理意义及表达式(很重要）273 3 3 3 实验数据如何整理实验数据如何整理（整理成什么样函数关系）（整理成什么样函数关系）特征关联式的具体函数形式、定性温度、特征长度等特征关联式的具体函数形式、定性温度、特征长度等的确定具有一定的经验性的确定具有一定的经验性目的：目的：完满表达实验数据的规律性、便于应用，特征数完满表达实验数据的规律性、便于应用，特征数关联式通常整理成已定准则的幂函数形式关联式通常整理成已定准则的幂函数形式：式中，式中，c、n、m 等需由实验数据确定，等需由实验数据确定，通常由图解法和通常由图解法和最小二乘法确定最小二乘法确定3 实验数据如何整理（整理成什么样函数关系）特征关联式的具体28自然对流换热：自然对流换热：混合对流换热：混合对流换热：强制对流强制对流:常见准则数的定义、物理意义和表达式，及其各量的常见准则数的定义、物理意义和表达式，及其各量的物理意义物理意义模化试验应遵循的准则数方程模化试验应遵循的准则数方程试验数据的整理形式试验数据的整理形式：自然对流换热：混合对流换热：强制对流:常见准则数的定义、物29自然对流换热：自然对流换热：混合对流换热：混合对流换热：强制对流强制对流:常见准则数的定义、物理意义和表达式，及其各量的常见准则数的定义、物理意义和表达式，及其各量的物理意义物理意义模化试验应遵循的准则数方程模化试验应遵循的准则数方程试验数据的整理形式试验数据的整理形式：自然对流换热：混合对流换热：强制对流:常见准则数的定义、物302.2.入口段的热边界层薄，表面传热系数高入口段的热边界层薄，表面传热系数高。层流入口段长度层流入口段长度:湍流时湍流时:层流层流湍流湍流2.入口段的热边界层薄，表面传热系数高。层流湍流313 3、螺旋管等弯管、螺旋管等弯管弯管效应：二次环流强化传热弯管效应：二次环流强化传热4 4、非圆形截面槽道、非圆形截面槽道当量直径：当量直径：3、螺旋管等弯管弯管效应：二次环流强化传热32二二.横掠管束换热实验关联式横掠管束换热实验关联式外外掠掠管管束束在在换换热热器器中最为常见。中最为常见。通通常常管管子子有有叉叉排排和和顺顺排排两两种种排排列列方方式式。顺顺叉叉排排换换热热的的比比较较：叉叉排排换换热热强强、阻阻力力损失大并难于清洗。损失大并难于清洗。影响管束换热的因影响管束换热的因素除素除 数外，数外，还有：叉排或顺排；还有：叉排或顺排；管间距；管束排数管间距；管束排数等等。二.横掠管束换热实验关联式外掠管束在换热器中最为常见。影响33气体横掠气体横掠1010排以上管束的实验关联式为排以上管束的实验关联式为 式式中中：定定性性温温度度为为 特特征征长长度度为为管管外外径径d d，数数中中的的流流速速采采用用整整个个管管束束中中最最窄窄截截面面处处的流速。的流速。实验验证范围：实验验证范围：C C和和m m的值见下表。的值见下表。后排管受前排管尾流的扰动作用对平均表面传热系数的影后排管受前排管尾流的扰动作用对平均表面传热系数的影响直到响直到1010排以上的管子才能消失。排以上的管子才能消失。这种情况下，先给出不考虑排数影响的关联式，再采用管这种情况下，先给出不考虑排数影响的关联式，再采用管束排数的因素作为修正系数。束排数的因素作为修正系数。气体横掠10排以上管束的实验关联式为后排管受前排管尾流的扰动346-5 6-5 自然对流换热及实验关联式自然对流换热及实验关联式 自自然然对对流流：不不依依靠靠泵泵或或风风机机等等外外力力推推动动，由由流流体体自自身身温温度度场场的的不不均均匀匀所所引引起起的的流流动动。一一般般地地，不不均均匀匀温温度度场仅发生在靠近换热壁面的薄层之内。场仅发生在靠近换热壁面的薄层之内。自自然然对对流流的的自自模模化化现现象象：紊紊流流时时换换热热系系数数与与特特征征尺尺度度无无关。关。6-5 自然对流换热及实验关联式 自然对流：不依靠泵35工程中广泛使用的是下面的关联式：工程中广泛使用的是下面的关联式：式中：定性温度采用式中：定性温度采用 数中的数中的 为为 与与 之差，之差，对于符合理想气体性质的气体，对于符合理想气体性质的气体，。特征长度的选择：竖壁和竖圆柱取高度，横圆柱取外径。特征长度的选择：竖壁和竖圆柱取高度，横圆柱取外径。常数常数C C和和n n的值见下表。的值见下表。层流时：层流时：n=1/4湍流时：湍流时：n=1/3 一一.大空间自然对流换热的实验关联式大空间自然对流换热的实验关联式工程中广泛使用的是下面的关联式：一.大空间自然对流换热的实36第五章和第六章我们分析了无相变的对流换热，包括第五章和第六章我们分析了无相变的对流换热，包括强制对流换热和自然对流换热强制对流换热和自然对流换热下面我们即将遇到的是有相变的对流换热，也称之为下面我们即将遇到的是有相变的对流换热，也称之为相变换热相变换热，目前涉及的是，目前涉及的是凝结凝结换热和换热和沸腾沸腾换热两种。换热两种。相变换热的特点：由于有潜热释放和相变过程的复杂相变换热的特点：由于有潜热释放和相变过程的复杂性，比单相对流换热更复杂，因此，目前，工程上也性，比单相对流换热更复杂，因此，目前，工程上也只能助于经验公式和实验关联式。只能助于经验公式和实验关联式。第五章和第六章我们分析了无相变的对流换热，包括强制对流换热和377-1 7-1 凝结传热的模式凝结传热的模式 7-2 7-2 膜状凝结分析解及计算关联式膜状凝结分析解及计算关联式凝结换热的关键点凝结换热的关键点凝结可能以不同的形式发生，膜状凝结和珠状凝结凝结可能以不同的形式发生，膜状凝结和珠状凝结冷凝物相当于增加了热量进一步传递的热阻冷凝物相当于增加了热量进一步传递的热阻层流和湍流膜状凝结换热的实验关联式层流和湍流膜状凝结换热的实验关联式影响膜状凝结换热的因素影响膜状凝结换热的因素会分析竖壁和横管的换热过程，及会分析竖壁和横管的换热过程，及NusseltNusselt膜状凝结理论膜状凝结理论凝结换热实例凝结换热实例 冷凝器中的换热冷凝器中的换热 寒冷冬天窗户上的冰花寒冷冬天窗户上的冰花 许多其他的工业应用过程许多其他的工业应用过程7-1 凝结传热的模式 7381 凝结过程凝结过程 膜状凝结膜状凝结沿整个壁面形成一层薄膜，并且在重力沿整个壁面形成一层薄膜，并且在重力的作用下流动，凝结放出的汽化潜热必的作用下流动，凝结放出的汽化潜热必须通过液膜，因此，液膜厚度直接影响须通过液膜，因此，液膜厚度直接影响了热量传递。了热量传递。珠状凝结珠状凝结当凝结液体不能很好的浸润壁面时，则在壁面上当凝结液体不能很好的浸润壁面时，则在壁面上形成许多小液珠，此时壁面的部分表面与蒸汽直形成许多小液珠，此时壁面的部分表面与蒸汽直接接触，因此接接触，因此，换热速率远大于膜状凝结换热速率远大于膜状凝结（可能（可能大几倍，甚至一个数量级）大几倍，甚至一个数量级）gg1 凝结过程 膜状凝结珠状凝结gg39(2)(2)局部对流换热系数局部对流换热系数整个竖壁的平均表面传热系数整个竖壁的平均表面传热系数(3)(3)修正：修正：实验表明，由于液膜表面波动，凝结换热得到强实验表明，由于液膜表面波动，凝结换热得到强 化，因此，实验值比上述得理论值高化，因此，实验值比上述得理论值高2020左右左右修正后：修正后：定性温度：定性温度：注意：注意：r 按按 ts 确定确定(2)局部对流换热系数整个竖壁的平均表面传热系数(3)修40时，惯性力项和液膜过冷度时，惯性力项和液膜过冷度的影响均可忽略。的影响均可忽略。对于倾斜壁，则用对于倾斜壁，则用 gsin gsin 代替以上各式中的代替以上各式中的 g g 即可即可另外，除了对波动的修正外，其他假设也有人做了相关的另外，除了对波动的修正外，其他假设也有人做了相关的研究，如当研究，如当 并且并且，(4)(4)水平圆管水平圆管努塞尔的理论分析可推广到水平圆管及球表面上的层流努塞尔的理论分析可推广到水平圆管及球表面上的层流膜状凝结膜状凝结式中：下标式中：下标“H”“H”表示水平管，表示水平管，“S”“S”表示球表示球;d;d 为水为水 平管或球的直径。平管或球的直径。定性温度与前面的公式相同定性温度与前面的公式相同时，惯性力项和液膜过冷度的影响均可忽略。对于倾斜壁，则用 g417-3 7-3 膜状凝结的影响因素膜状凝结的影响因素及其传热强化及其传热强化 工工程程实实际际中中所所发发生生的的膜膜状状凝凝结结过过程程往往往往比比较较复复杂杂，受受各各种种因素的影响。因素的影响。1.1.不凝结气体不凝结气体 不凝结气体增加了传递过程的阻力，同时使饱和温度下不凝结气体增加了传递过程的阻力，同时使饱和温度下 降，减小了凝结的驱动力降，减小了凝结的驱动力2.2.蒸气流速蒸气流速 流速较高时，蒸气流对液膜表面产生模型的粘滞应力。流速较高时，蒸气流对液膜表面产生模型的粘滞应力。如果蒸气流动与液膜向下的流动同向时，使液膜拉薄，如果蒸气流动与液膜向下的流动同向时，使液膜拉薄，增大；反之使增大；反之使 减小。减小。7-3 膜状凝结的影响因素及其传热强化 工程实际中所发42 7.凝结表面的几何形状凝结表面的几何形状强强化化凝凝结结换换热热的的原原则则是是尽尽量量减减薄薄粘粘滞滞在在换换热热表表面上的液膜的厚度。面上的液膜的厚度。可用各种带有尖峰可用各种带有尖峰 的表面使在其上冷的表面使在其上冷 凝的液膜拉薄，或凝的液膜拉薄，或 者使已凝结的液体者使已凝结的液体 尽快从换热表面上尽快从换热表面上 排泄掉。排泄掉。7.凝结表面的几何形状437-7-4 4 大容器沸大容器沸腾传热模式及临腾传热模式及临界热流密度界热流密度CHFCHF 7-4 大容器沸腾传热模式及临界热流密度CHF 447-6 7-6 沸腾换热的影响因素沸腾换热的影响因素及其强化及其强化沸腾换热是我们学过的换热现象中最复杂的，影响因素也最沸腾换热是我们学过的换热现象中最复杂的，影响因素也最多，由于我们只学习了大容器沸腾换热，因此，影响因素也多，由于我们只学习了大容器沸腾换热，因此，影响因素也只针对大容器沸腾换热。只针对大容器沸腾换热。1 不凝结气体不凝结气体 对膜状凝结换热的影响？对膜状凝结换热的影响？与膜状凝结换热不同，液体中的不凝结气体会使沸腾换热与膜状凝结换热不同，液体中的不凝结气体会使沸腾换热得到某种程度的强化得到某种程度的强化2 2 过冷度过冷度 只影响过冷沸腾，不影响饱和沸腾，因自然对流换热时，只影响过冷沸腾，不影响饱和沸腾，因自然对流换热时，因此，过冷会强化换热。，因此，过冷会强化换热。3 3、沸腾换热分类及沸腾曲线（详见参考书）、沸腾换热分类及沸腾曲线（详见参考书）见见p.3277-6 沸腾换热的影响因素及其强化沸腾换热是我们学过的换热458-1 热辐射的基本概念热辐射的基本概念1.热辐射特点热辐射特点(1)(1)定义：由热运动产生的，以电磁波形式传递的能量定义：由热运动产生的，以电磁波形式传递的能量；(2)(2)特点特点：a 任何物体，只要温度高于任何物体，只要温度高于0 0 K，就会不停地向周，就会不停地向周围空间发出热辐射；围空间发出热辐射；b 可以在真空中传播；可以在真空中传播；c 伴随能量形伴随能量形式的转变；式的转变；d 具有强烈的方向性；具有强烈的方向性；e 辐射能与温度和波长辐射能与温度和波长均有关；均有关；f 发射辐射取决于温度的发射辐射取决于温度的4次方。次方。2.电磁波谱电磁波谱电磁辐射包含了多种形式，如图电磁辐射包含了多种形式，如图8 8-1-1所示，而我们所感兴趣所示，而我们所感兴趣的，即工业上有实际意义的热辐射区域一般为的，即工业上有实际意义的热辐射区域一般为0.11000.1100mm。电磁波的传播速度：电磁波的传播速度：c=f 式中：式中：f 频率，频率，s-1;波长，波长，m8-1 热辐射的基本概念1.热辐射特点2.电磁波谱电46当当热辐射投射到物体表面上时，一般热辐射投射到物体表面上时，一般会发生三种现象，即吸收、反射和穿会发生三种现象，即吸收、反射和穿透透，如图，如图8-2所示。所示。3.3.物体对热辐射的吸收、反射和穿透物体对热辐射的吸收、反射和穿透 图图8 8-2 2物体对热辐射物体对热辐射的吸收反射和穿透的吸收反射和穿透当热辐射投射到物体表面上时，一般会发生三种现象，即吸收、反射471.1.黑体概念黑体概念黑体：是指能吸收投入到其面黑体：是指能吸收投入到其面上的所有热辐射能的物体上的所有热辐射能的物体，是，是一种科学假想的物体，现实生一种科学假想的物体，现实生活中是不存在的。但却可以人活中是不存在的。但却可以人工制造出近似的人工黑体。工制造出近似的人工黑体。图图8-5 8-5 黑体模型黑体模型8-2 黑体辐射的基本定律黑体辐射的基本定律1.黑体概念图8-5 黑体模型8-2 黑体辐射的基本定48辐射力辐射力E E：单位时间内，物体的单位表面积向半球空间发射的所有波单位时间内，物体的单位表面积向半球空间发射的所有波长的能量总和。长的能量总和。(W/m2)；光谱辐射力光谱辐射力E E：单位时间内，单位波长范围内单位时间内，单位波长范围内(包含某一给定波长包含某一给定波长)，物体，物体的单位表面积向半球空间发射的能量的单位表面积向半球空间发射的能量。(W/m3)；2.2.热辐射能量的表示方法热辐射能量的表示方法E、E关系关系:显然，显然，E和和E之间具有如下关系：之间具有如下关系：黑体一般采用下标黑体一般采用下标b表示，如黑体的辐射力为表示，如黑体的辐射力为Eb，黑体的黑体的光谱辐射力光谱辐射力为为Eb辐射力E：2.热辐射能量的表示方法E、E关系:显然，E和493.黑体辐射的三个基本定律及相关性质黑体辐射的三个基本定律及相关性质 式中，式中，波长，波长，m m；T T 黑体温度，黑体温度，K K；c c1 1 第一辐射常数，第一辐射常数，3.742103.74210-16-16 W W m m2 2；c c2 2 第二辐射常数，第二辐射常数，1.4388101.438810-2-2 W W K K；(1)Planck(1)Planck定律定律(第一个定律第一个定律)：图图7-67-6是根据上式描绘的是根据上式描绘的黑黑体光谱辐射力随波长和温体光谱辐射力随波长和温度的依变关系度的依变关系。mm与与T T 的关系由的关系由维恩维恩位移位移定律定律给出，给出，图图8-6 Planck 定律的图示定律的图示3.黑体辐射的三个基本定律及相关性质 式中，波长，m 50(2)Stefan-Boltzmann2)Stefan-Boltzmann定律定律(第二个定律第二个定律)：式中，式中，=5.6710-8 w/(m2=5.6710-8 w/(m2 K4)K4)，是，是Stefan-BoltzmannStefan-Boltzmann常数。常数。(3)(3)黑体辐射函数黑体辐射函数黑体在波长黑体在波长11和和22区段区段内所发射的辐射力，如图内所发射的辐射力，如图7-77-7所示：所示：图图8-7 8-7 特定波长区段内的特定波长区段内的 黑体辐射力黑体辐射力(2)Stefan-Boltzmann定律(第二个定律)：51定定义义：球球面面面面积积除除以以球球半半径径的的平平方方称称为为立立体体角角，单单位位：sr(球面度球面度)，如图，如图8-8和和8-9所示：所示：(4)(4)立体角立体角黑体辐射函数黑体辐射函数:定义：球面面积除以球半径的平方称为立体角，单位：sr(球面度52定义：定义：单位时间内，物体在垂直发射方向的单位面积上，在单位时间内，物体在垂直发射方向的单位面积上，在单位立体角内发射的一切波长的能量单位立体角内发射的一切波长的能量，参见图，参见图7-107-10。(5)(5)定向辐射强度定向辐射强度L L(,)：图图8-10 8-10 定向辐射强度定向辐射强度 的定义图的定义图(6)Lambert 定律定律(黑体辐射的第黑体辐射的第 三个基本定律三个基本定律)它说明它说明黑体的定向辐射力随天顶角黑体的定向辐射力随天顶角 呈余弦规律变化，见图呈余弦规律变化，见图7-11，因，因此，此，Lambert定律也称为余弦定定律也称为余弦定律。律。定义：单位时间内，物体在垂直发射方向的单位面积上，在单位立体53图图8-11 Lambert8-11 Lambert定律图示定律图示沿半球方向积分上式，可获得了半球辐射强度沿半球方向积分上式，可获得了半球辐射强度E:E:图8-11 Lambert定律图示沿半球方向积分上式，可获54 8-3 固体和液体的辐射特性固体和液体的辐射特性1 发射率发射率前面定义了黑体的发射特性：同温度下，黑体发射热辐射前面定义了黑体的发射特性：同温度下，黑体发射热辐射的能力最强，包括所有方向和所有波长；的能力最强，包括所有方向和所有波长；真实物体表面的发射能力低于同温度下的黑体；真实物体表面的发射能力低于同温度下的黑体；因此，定义了发射率因此，定义了发射率(也称为黑度也称为黑度)：相同温度下，实：相同温度下，实际物体的半球总辐射力与黑体半球总辐射力之比际物体的半球总辐射力与黑体半球总辐射力之比:8-3 固体和液体的辐射特性1 发射率55 对应于黑体的辐射力对应于黑体的辐射力Eb，光谱辐射力，光谱辐射力Eb 和定向辐射强度和定向辐射强度L，分别引入了三个修正系数，即，分别引入了三个修正系数，即，发射率发射率，光谱发射率，光谱发射率()和和定向发射率定向发射率()，其表达式和物理意义如下其表达式和物理意义如下实际物体的辐射力与实际物体的辐射力与黑体辐射力之比黑体辐射力之比:实际物体的光谱辐射实际物体的光谱辐射力与黑体的光谱辐射力与黑体的光谱辐射力之比：力之比：实际物体的定向辐射实际物体的定向辐射强度与黑体的定向辐强度与黑体的定向辐射强度之比：射强度之比：对应于黑体的辐射力Eb，光谱辐射力Eb和定56漫发射的概念：表面的方向发射率漫发射的概念：表面的方向发射率 ()与方向无关，即与方向无关，即定向辐射强度与方向无关，满足上诉规律的表面称为漫发定向辐射强度与方向无关，满足上诉规律的表面称为漫发射面射面，这是对大多数实际表面的一种很好的近似。，这是对大多数实际表面的一种很好的近似。图图8-14 几种金属导体在不同方向上的定向发射率几种金属导体在不同方向上的定向发射率()(t=150)漫发射的概念：表面的方向发射率()与方向无关，即定向57前前面面讲讲过过，黑黑体体、灰灰体体、白白体体等等都都是是理理想想物物体体，而而实实际际物物体体的的辐辐射射特特性性并并不不完完全全与与这这些些理理想想物物体体相相同同，比比如如，(1)(1)实实际际物物体体的的辐辐射射力力与与黑黑体体和和灰灰体体的的辐辐射射力力的的差差别别见见图图8 8-1-12 2；(2)(2)实实际际物物体体的的辐辐射射力力并并不不完完全全与与热热力力学学温温度度的的四四次次方方成成正正比比；(3)(3)实实际际物物体体的的定定向向辐辐射射强强度度也也不不严严格格遵遵守守LambertLambert定定律律，等等等等。所所有有这这些些差差别别全全部部归归于于上上面面的的系系数数，因因此此，他他们们一一般般需需要要实实验验来来确确定定，形形式式也也可可能能很很复复杂杂。在在工工程程上一般都将真实表面假设为漫发射面。上一般都将真实表面假设为漫发射面。图图8-12 实际物体、黑体实际物体、黑体和灰体的辐射能量光谱和灰体的辐射能量光谱前面讲过，黑体、灰体、白体等都是理想物体，而实际物体的辐射特581.1.投入辐射：单位时间内投射到单位表面积上的总辐射能投入辐射：单位时间内投射到单位表面积上的总辐射能 2.2.选择性吸收选择性吸收：投入辐射本身具有光谱特性，因此，实际：投入辐射本身具有光谱特性，因此，实际 物体对投入辐射的吸收能力也根据其波长的不同而变物体对投入辐射的吸收能力也根据其波长的不同而变 化，这叫选择性吸收化，这叫选择性吸收3.3.吸收比：物体对投入辐射所吸收的百分数，通常用吸收比：物体对投入辐射所吸收的百分数，通常用 表表 示示，即，即首先介绍几个概念：首先介绍几个概念：1.投入辐射：单位时间内投射到单位表面积上的总辐射能 首59图图8-18 8-18 非导电体材料的光谱吸收比同波长的关系非导电体材料的光谱吸收比同波长的关系灰体：光谱吸收比与波长无关的物体称为灰体。此时，不灰体：光谱吸收比与波长无关的物体称为灰体。此时，不管投入辐射的分布如何，吸收比管投入辐射的分布如何，吸收比 都是同一个常数。都是同一个常数。图8-18 非导电体材料的光谱吸收比同波长的关系灰体：光谱60 物体的选择性吸收特性，即对有些波长的投入辐射吸收多，物体的选择性吸收特性，即对有些波长的投入辐射吸收多，而对另一些波长的辐射吸收少，在实际生产中利用的例子很而对另一些波长的辐射吸收少，在实际生产中利用的例子很多，但事情往往都具有双面性，人们在利用选择性吸收的同多，但事情往往都具有双面性，人们在利用选择性吸收的同时，也为其伤透了脑筋，这是时，也为其伤透了脑筋，这是因为吸收比与投入辐射波长有因为吸收比与投入辐射波长有关的特性给工程中辐射换热的计算带来巨大麻烦，对此，一关的特性给工程中辐射换热的计算带来巨大麻烦，对此，一般有两种处理方法，即般有两种处理方法，即(1)(1)灰体法，即将光谱吸收比灰体法，即将光谱吸收比 ()等效为常数，即等效为常数，即 =()=)=constconst。并将。并将()与波长无关的物体称为灰体，与黑体类似，与波长无关的物体称为灰体，与黑体类似，它也是一种理想物体，但对于大部分工程问题来讲，灰体假它也是一种理想物体，但对于大部分工程问题来讲，灰体假设带来的误差是可以容忍的；设带来的误差是可以容忍的；谱带模型法谱带模型法，即将所关心的连续分布的谱带区域划分为若干，即将所关心的连续分布的谱带区域划分为若干小区域，每个小区域被称为一个谱带，在每个谱带内应用灰小区域，每个小区域被称为一个谱带，在每个谱带内应用灰体假设。体假设。物体的选择性吸收特性，即对有些波长的投入辐射吸收多，61表表8-2 Kirchhoff 8-2 Kirchhoff 定律的不同表达式定律的不同表达式注：注：(1)(1)漫射表面：指发射或反射的定向辐射强度与空间方向无漫射表面：指发射或反射的定向辐射强度与空间方向无关，即符合关，即符合LambertLambert定律的物体表面；定律的物体表面；(2)(2)灰体：指光谱吸收比与波长无关的物体，其发射和吸收灰体：指光谱吸收比与波长无关的物体，其发射和吸收辐射与黑体在形式上完全一样，只是减小了一个相同的辐射与黑体在形式上完全一样，只是减小了一个相同的比例。比例。表8-2 Kirchhoff 定律的不同表达式注：629-1 9-1 辐射传热的角系数辐射传热的角系数 前前面面讲讲过过，热热辐辐射射的的发发射射和和吸吸收收均均具具有有空空间间方方向向特特性性，因因此此，表表面面间间的的辐辐射射换换热热与与表表面面几几何何形形状状、大大小小和和各各表表面面的的相相对对位位置置等等几几个个因因素素均均有有关关系系，这这种种因因素素常常用用角角系系数数来来考考虑虑。角角系系数数的的概概念念是是随随着着固固体体表表面面辐辐射射换换热热计计算算的的出出现现与与发发展展，于于2020世世纪纪2020年年代代提提出出的的，它它有有很很多多名名称称，如如，形形状状因因子子、可可视视因因子子、交交换换系系数数等等等等。但但叫叫得得最最多多的的是是角角系系数数。值值得得注注意意的的是是，角角系系数数只只对对漫漫射射面面(既既漫漫辐辐射射又又漫漫发发射射)、表表面面的的发发射射辐射和投射辐射均匀的情况下适用。辐射和投射辐射均匀的情况下适用。1.1.角系数的定义角系数的定义 在介绍角系数概念前，要先温习两个概念在介绍角系数概念前，要先温习两个概念(1)(1)投入辐射：单位时间内投射到单位面积上的总辐射能，记为投入辐射：单位时间内投射到单位面积上的总辐射能，记为G G。9-1 辐射传热的角系数 前面讲过，热辐射63下面介绍角系数的概念及表达式。下面介绍角系数的概念及表达式。(1)角角系系数数：有有两两个个表表面面，编编号号为为1和和2，其其间间充充满满透透明明介介质质，则则表表面面1对对表表面面2的的角角系系数数X1,2是是：表表面面1直直接接投投射射到到表表面面2上的能量，占表面上的能量，占表面1辐射能量的百分比辐射能量的百分比。即。即(2)有有效效辐辐射射：单单位位时时间间内内离离开开单单位位面面积积的的总总辐辐射射能能为为该该表表面面的的有有效效辐辐射射，参参见见图图9-14。包包括括了了自自身身的的发发射射辐辐射射E和和反反射射辐辐射射 G。G为投射辐射。为投射辐射。图9-1 有效辐射示意图 同同理理，也也可可以以定定义义表表面面2对对表表面面1的的角角系系数数。从从这这个个概概念念我我们们可可以以得得出出角角系系数数的的应应用用是是有有一一定定限限制制条条件件的的，即即漫射面、等温、物性均匀漫射面、等温、物性均匀(9-1)下面介绍角系数的概念及表达式。(2)有效辐射：单位时间内离开642.2.角系数性质角系数性质根据角系数的定义和诸解析式，可导出角系数的代数性质。根据角系数的定义和诸解析式，可导出角系数的代数性质。(1)(1)相对性相对性 由式由式(9-2a)(9-2a)和和(9-2b)(9-2b)可以看出可以看出2.角系数性质65 由式由式(9-4a)(9-4a)和和(9-4b)(9-4b)也可以看出也可以看出 被称为角系数的相对性。被称为角系数的相对性。由式(9-4a)和(9-4b)也可以看出 被称为角系数的相66上式称为角系数的完整性。若表面上式称为角系数的完整性。若表面1 1为为非凹表面时，非凹表面时，X X1,11,1=0=0。图图9-4 角系数的完整性角系数的完整性(2)(2)完整性完整性 对于有对于有n n个表面组成的封闭系统，见图个表面组成的封闭系统，见图9 9-4 4所示，据能量所示，据能量守恒可得守恒可得:(3)(3)可加性可加性 如图如图9 9-5 5所示，表面所示，表面2 2可分为可分为2a2a和和2b2b两个面，当然也可以分两个面，当然也可以分 为为n n个面，则角系数的可加性为个面，则角系数的可加性为上式称为角系数的完整性。若表面1为非凹表面时，X1,1=673 3 角系数的计算方法角系数的计算方法 求求解解角角系系数数的的方方法法通通常常有有直直接接积积分分法法、代代数数分分析析法法、几几何何分分析析法法以以及及Monte-CarloMonte-Carlo法法。直直接接积积分分法法的的结结果果见见公公式式(9-(9-6 6)。下面只给出代数分析法。下面只给出代数分析法。代代数数分分析析法法是是利利用用角角系系数数的的各各种种性性质质，获获得得一一组组代代数数方方程程，通通过过求求解解获获得得角角系系数数。值值得得注注意意的的是是，(1)(1)利利用用该该方方法法的的前前提提是是系系统统一一定定是是封封闭闭的的，如如果果不不封封闭闭可可以以做做假假想想面面，令令其其封封闭闭；(2)(2)凹凹面面的的数数量量必必须须与与不不可可见见表表面面数数相相等等。下下面面以以三三个个非非凹凹表表面面组组成成的的封封闭闭系系统统为为例例，如如图图9-9-1010所所示示，面面积积分别为分别为A A1 1，A A2 2和和A A3 3，则根据角系数的相对性和完整性得，则根据角系数的相对性和完整性得:3 角系数的计算方法68通过通过求解这个封闭的方程组，可得所求解这个封闭的方程组，可得所有角系数，如有角系数，如X X1,21,2为为:图图9-9-1010 三个非凹表面三个非凹表面组成的封闭系统组成的封闭系统对于三角形封闭系统：对于三角形封闭系统：通过求解这个封闭的方程组，可得所有角系数，如X1,2为:图969若系统横截面上三个表面的长度分别为若系统横截面上三个表面的长度分别为l l1 1，l l2 2和和l l3 3，则，则上式可写为上式可写为下面考察两个表面的情况，下面考察两个表面的情况，假想面如图假想面如图9 9-1111所示，根据所示，根据完整性和上面的公式，有完整性和上面的公式，有:图图9-9-1111 两个非凹表面及两个非凹表面及假想面组成的封闭系统假想面组成的封闭系统若系统横截面上三个表面的长度分别为l1，l2和l3，则上式可70解方程组得解方程组得:该方法又被称为交叉线法该方法又被称为交叉线法。注意：这里所谓的交叉线和。注意：这里所谓的交叉线和不交叉线都是指虚拟面断面的线，或者说是辅助线不交叉线都是指虚拟面断面的线，或者说是辅助线解方程组得:该方法又被称为交叉线法。注意：这里所谓的交叉线和719-2 9-2 两表面封闭系统的辐射换热两表面封闭系统的辐射换热本节将给出两个稳态辐射换热的例子，即分别由等温的两本节将给出两个稳态辐射换热的例子，即分别由等温的两黑体或等温的两漫灰体组成的封闭系统内的表面间辐射换黑体或等温的两漫灰体组成的封闭系统内的表面间辐射换热。封闭系统内充满不吸收任何辐射的透明介质。所采用热。封闭系统内充满不吸收任何辐射的透明介质。所采用的方法称为的方法称为“净热量净热量”法。法。图图9-13 黑体系统的黑体系统的辐射换热辐射换热1黑体表面黑体表面2 如图如图9 9-1313所示，所示，黑表面黑表面1 1和和2 2之间的辐射换热量之间的辐射换热量为为9-2 两表面封闭系统的辐射换热本节将给出两个稳态辐射换热722 2 漫灰表面漫灰表面 灰灰体体间间的的多多次次反反射射给给辐辐射射换换热热的的计计算算带带来来麻麻烦烦，此此时时需需要要采采用用前前面面讲讲过过的的投投入入辐辐射射G G和和有有效效辐辐射射J J的的概概念念。下下面面在在假假设设表表面面物物性性和和温温度度已已知知的的情情况况下下，考考察察J J与与表表面面净净辐辐射射换换热热量量之之间间的的关关系系，为为计计算算漫漫灰灰表表面面间间的的辐辐射射换换热热作作准准备备。如如图图9 9-1-14 4所所示示，对对表表面面1 1来来讲讲，净净辐辐射射换换热热量量q q为为消去上式中的消去上式中的G G1 1，并考虑到，并考虑到 ，可得，可得即：即：2 漫灰表面消去上式中的G1，并考虑到 ，可73于是有于是有图图9-9-1515 两个物体组成的辐射换热系统两个物体组成的辐射换热系统于是有图9-15 两个物体组成的辐射换热系统74 9-3 9-3 多表面系统的辐射传热多表面系统的辐射传热 净净热热量量法法虽虽然然也也可可以以用用于于多多表表面面情情况况，当当相相比比之之下下网网络络法法更更简简明明、直直观观。网网络络法法(又又称称热热网网络络法法，电电网网络络法法等等)的的原原理理，是是用用电电学学中中的的电电流流、电电位位差差和和电电阻阻比比拟拟热热辐辐射射中中的的热热流流、热热势势差差与与热热阻阻，用用电电路路来来比比拟拟辐辐射射热热流流的的传传递递路路径径。但但需需要要注注意意的的是是，这这两两种种方方法法都都离离不不开开角角系系数数的的计计算算，所所以以，必必须须满满足足漫漫灰灰面面、等等温温、物物性性均均匀匀以以及及投投射射辐辐射射均均匀的四个条件。匀的四个条件。下面从介绍相关概念入手，逐步展开。下面从介绍相关概念入手，逐步展开。9-3 多表面系统的辐射传热 净热量法虽75(1)热势差与热阻热势差与热阻(2)(2)上节公式上节公式(9 9-12)-12)：改写为：改写为：式中，式中，称为表面热势差；称为表面热势差；则被称为表面则被称为表面辐射热阻。辐射热阻。外部：外部：内部：内部：热势差与热阻外部：76式中，式中，是空间热势差，是空间热势差，则则是空间辐射是空间辐射热阻，如图热阻，如图9 9-1-19 9所示，可见，每一对表面就有一个空间辐所示，可见，每一对表面就有一个空间辐射热阻。射热阻。图图9-19-19 9 空间辐射热阻空间辐射热阻式中，是空间热势差，则是77求解上面方程组获得求解上面方程组获得 ，根据：，根据：计算净辐射热流，其中计算净辐射热流，其中i i 代表表面代表表面1 1或表面或表面2 2。在在上上面面的的过过程程中中需需要要注注意意的的是是(1)(1)节节点点的的概概念念；(2)(2)每每个个表表面面一一个个表表面面热热阻阻，每每对对表表面面一一个个空空间间热热阻阻；(3)(3)以以及及画画电电路路图图的的一一些些基基本知识。本知识。下下面面再再来来看看一一下下三三个个表表面面的的情情况况，见见图图9-9-2121。与与两两个个表表面面相相似似，首首先先需需要要画画出出等等效效网网络络，见见图图9-9-2222所所示示，然然后后，列列出出各各节节点点的的电电流方程。流方程。求解上面方程组获得 ，根据：789-9-2121 由三个表面组由三个表面组成的封闭系统成的封闭系统9-9-2222 三表面封闭三表面封闭腔的等效网络图腔的等效网络图9-21 由三个表面组成的封闭系统9-22 三表面封闭腔79节点节点 的热流方程如下的热流方程如下：求解上面的方程组，再计算净换热量求解上面的方程组，再计算净换热量。节点 的热流方程如下：求解上面的方程组80A A 画等效电路图；画等效电路图；B B 列出各节点的热流列出各节点的热流(电流电流)方程组；方程组；C C 求解方程组，以获得各个节点的等效辐射；求解方程组，以获得各个节点的等效辐射；D D 利用公式利用公式 计算每个表面的净辐计算每个表面的净辐 射热流量。射热流量。例题例题9-5,9-6总结上面过程，可以得到应用网络法的基本步骤如下总结上面过程，可以得到应用网络法的基本步骤如下：A 画等效电路图；总结上面过程，可以得到应用网络法的基本步81b b 有一个表面绝热，即该表面的净换热量为零。其网有一个表面绝热，即该表面的净换热量为零。其网络图见图络图见图9-14b 9-14b 和和9-14c9-14c，与黑体不同的是，此时该表，与黑体不同的是，此时该表面的温度是未知的。同时，它仍然吸收和发射辐射，只面的温度是未知的。同时，它仍然吸收和发射辐射，只是发出的和吸收的辐射相等。由于，热辐射具有方向性，是发出的和吸收的辐射相等。由于，热辐射具有方向性，因此，他仍然影响其它表面的辐射换热。这种表面温度因此，他仍然影响其它表面的辐射换热。这种表面温度未定而净辐射换热量为零的表面被称为重辐射面未定而净辐射换热量为零的表面被称为重辐射面。(3)(3)两个重要特例两个重要特例a a 有一个表面为黑体。黑体的表面热阻为零。其网络有一个表面为黑体。黑体的表面热阻为零。其网络图见图图见图9-14a9-14a。此时，该表面的温度一般是已知的。此时，该表面的温度一般是已知的。b 有一个表面绝热，即该表面的净换热量为零。其网络图见图982图图9-14 三表面系统的两个特例三表面系统的两个特例 图9-14 三表面系统的两个特例 839-5 9-5 辐射传热的强化与削弱辐射传热的强化与削弱由于工程上的需求，经常需要强化或削弱辐射换热。由于工程上的需求，经常需要强