六节辐射传热.ppt

第六节 辐射传热,具有实际意义的波长范围为:0.420 m,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.,2. 斯蒂芬-波尔茨曼定律 (黑体总辐射能力与绝对温度的关系),又称四次方定律,辐射传热的结果:,壁1可以是任何壁, 所以:,表明: (1) 任何物体的辐射能力与其吸收率的比值, 恒等于同温度下黑体的辐射能力,并只和 温度有关, 与物体的性质无关. (2) 善于吸收辐射能的物体, 也善于发射辐射能. (3) 在一定温度条件下, 黑体具有最大的辐射能 力和吸收率.,4. 物体的黑度 (反映灰体接近于黑体的程度, 可比较灰体间辐射能力的大小.),实际物体的辐射能力计算：,（气体辐射A ）,4-6-1 基本概念和定律（回顾）,4-6-1 基本概念和定律 一. 基本概念 1. 热射线 2. 吸收、反射和透射 3. 黑体 镜体(白体) 透热体 灰体 二 基本定律 1. 物体的辐射能力E与普朗克定律 2. 斯蒂芬-波尔茨曼定律 (黑体辐总射能力与绝对温度的关系) 3. 克希霍夫定律 (任意物体的辐射能力与它的吸收率之间的关系) 4. 物体的黑度 (反映灰体接近于黑体的程度, 可比较灰体间辐射能力的大小.),4-6-2 两固体间的辐射传热,4-6-2 两固体间的辐射传热,一. 两个较大的平行灰体壁面(间距很小)之间的相互辐射,T1 T2,由(a),(b)两式可得:,传热速率:,二. 两个灰体辐射传热速率的一般表达式,几何因素(称角系数): 表示从一个物体表面辐射的总能量被另一个物体表面所截获的分数.,传热速率:,从 i 物体表面辐射的总能量被 j 物体表面所截获的分数.,2. 角系数的计算,回顾辐射传热,返回,4-6-1 基本概念和定律 一. 基本概念 1. 热射线 2. 吸收、反射和透射 3. 黑体, 镜体(白体), 透热体, 灰体 二 基本定律 1. 物体的辐射能力E与普朗克定律 2. 斯蒂芬-波尔茨曼定律 (黑体辐总射能力与绝对温度的关系) 3. 克希霍夫定律 (任意物体的辐射能力与它的吸收率之间的关系) 4. 物体的黑度 (反映灰体接近于黑体的程度, 可比较灰体间辐射能力的大小.) 4-6-2 两固体间的辐射传热 一. 两个较大的平行灰体壁面(间距很小)之间的相互辐射,辐射传热量:,二. 两个灰体辐射传热速率的一般表达式,辐射传热量:,继续,习题,4-6-3 对流和辐射的联合传热(主要指固体壁面与环境间),对流传热速率:,辐射传热速率:,估算式,传热过程数学描述,返回,间壁换热器的传热过程数学描述,热传导过程数学描述,辐射传热过程数学描述,单层平壁,多层平壁,多层圆筒壁,单层圆筒壁,返回,传热速率微分方程,（或 ）,平均推动力法,-NTU法,S,间壁换热器的传热过程数学描述,返回,1.有一套管换热器长10m，管间用饱和蒸气加热，空气在一定流量下由管内流过，温度可升至某指定温度。现将空气流量增加一倍，并近似认为加热面壁温不变，问套管加热器需加长几米，气体温度可达到原指定温度？假定空气在管内流动处于湍流状态，忽略管壁热组。,2.某列管换热器，用100水蒸气将物料由20加热至80 ，传热系数K=100 W/(m2 . )。经半年运转后，由于污垢的影响，在相同条件下物料出口温度仅为70。现欲使物料出口温度仍维持在80，问加热蒸气温度应取何值？,3.冷、热流体在套管换热器中进行无相变的逆流传热，管内、外两侧对流传热系数的数量级相近，问若增加加热流体进口温度T1时，Q、T2、t2将如何变化？,4.长度均为l的三根不同材质粗细均匀的棒，并联传热，各棒两端的温度均为t1、t2（ t1 t2 ）。各棒的截面积分别为S1、S2、S 3 ，导热系数为1、2、3。求：（1）三棒组成的传热系统的总热组；（2） 2 S2较1 S1 、 3 S 3大的很多时，单位时间的传热量为多少？（假设热量只沿棒的轴向传递）,5.在一新的套管式换热器中，冷却水在252.5mm的内管中流动，以冷凝环隙间的某蒸气。当冷却水流速为0.4m/s和0.8m/s时，测得基于内管外表面的总传热系数分别为Ko=1200W/m2.和Ko´=1700W/m2. ，水在管内为湍流，管壁得导热系数为45W/m. ，水流速改变后，可认为环隙间蒸气冷凝的传热系数不变。试求：（1）当水流速为0.4m/s时，管壁对水的对流传热系数为多少？ （2）若操作一时期后，水流速仍保持为0.4m/s，但测得的K值比操作初期下降10%，试分析原因，并说明此时蒸气的冷凝量是否也下降10%？,