4辐射传热教程课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4 辐射传热,基本概念,辐射：,物体通过电磁波来传递能量的过程。,热辐射：,物体由于热的原因以电磁波的形式向外发射能量的过程。,特点：,能量传递的同时还伴随着能量形式的转换；,不需要任何介质。,Q,R,Q,D,Q,A,N,Q,能量守恒定律：,式中 ,吸收率,；,反射率,；,透过率,。,热辐射对物体的作用,总能量,Q,:,被物体吸收,Q,A,；被反射,Q,R,；穿过物体,Q,D,黑体,：,白体（镜体）：,透热体,：,A,R,D,=,f,(,物体性质、温度、表面、辐射波长,）,灰体,：,指能以相同的吸收率吸收所有波长,的辐射能的物体。,固体、液体,：,D,=0,R,+,A,=1,气体,：,R,=0,A,+,D,=1,几种假想物体,假想物体,定义,A,R,D,较接近的实物,黑体,能全部吸收辐射能的物体,1,0,0,表面粗糙红砖,白/镜体,能全部反射辐射能的物体,0,1,0,表面磨光的铜,透热体,能透过全部辐射能的物体,0,0,1,单原子/对称双原子气体,灰体,能以相同的吸收率且部分地吸收,0,所有波长范围的辐射能的物体,1-,0,一般固、液体,物体的辐射能力,物体在一定温度下，单位表面积，单位时间内所发射的,全部辐射能（波长从,0到,）,，W/m,2,。,物体的单色辐射能力,：物体在一定温度下，发射,某种波长,的能力；以,E,表示,，单位,W/m,3,。,辐射能与单色辐射能的关系：,普朗克定律,描述黑体的单色辐射能力, 揭示了黑体辐射能力按照波长的分配规律.,式中,0,黑体辐射常数,，= 5.67 10,-8,W/(m,2,.K,4,)；,C,0,黑体辐射系数,，= 5.67W/(m,2,.K,4,),斯蒂芬-波尔茨曼定律,一、黑体,四次方定律表明，,热辐射对温度特别敏感,。,二、 实际物体,物体的黑度,T,b,A,A,=1,对灰体:,热交换达到平衡时,T,=,T,b,Q,=0,任意物体:,E,E,b,（1-,A,）,E,b,AE,b,灰体,黑体,克希霍夫定律,结论：,（1）任何物体的发射能力与吸收率的比值均相同，且等于同温度下绝对黑体的发射能力。物体的发射能力越强，其吸收率越大。,（2）A=,即同温度下，物体的吸收率与黑度在数值上相等。,：表示灰体发射的辐射能占同温度下黑体发射的分数；,A,：,表示外界投入的辐射能可被物体吸收的分数。,（）,，,，即在任何温度下，各种物体中以绝对黑体的,发射能力为最大。,两无限大平行灰体壁面间的相互辐射,两固体间的相互辐射,设,T,1,T,2,E,1,、,E,2,1、2,面在温度,T,1,、,T,2,下的发射能力,；,E,1,、,E,2,1、2,面发射的总能量,。,两平面间单位面积的辐射热量：,将,代入,：,总发射系数,式中,A,平面的传热面积,；,1-2,角系数(物体1发射辐射能被2拦截分率),。,两平面的面积有限时：,三、影响辐射传热的因素,1.,温度的影响, ,T,4,，,低温时可忽略，高温时可能成为主要方式,2. 几何位置的影响,3. 表面黑度的影响,，,可通过改变黑度的大小强化或减小辐射传热。,4. 辐射表面间介质的影响,减小辐射散热，在两换热面加遮热板（黑度较小的热屏）。,