强化遮热板作用削弱辐射传热的方法法

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-12-21 07:31 标签： 传热学试卷及答案6套

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传 热 学 第8章 热辐射与辐射传热的計算 本章内容： 介绍热辐射的基本概念多个理想物体，黑体热辐射的几个基本定律 （斯忒藩-玻耳兹曼定律、普朗克定律、兰贝特定律、維恩位移定律）及黑 体辐射函数表的应用； 实际物体的发射与吸收以及联系物体发射率与吸收比的基尔霍夫定律 在辐射传热的计算中介紹了角系数的定义、性质及计算方法，有效辐射 和漫射灰表面间的辐射传热计算辐射热阻的单元网络， 分析了辐射传热的强化与削弱方法及遮热板的原理及应用 8.1 热辐射的基本概念 8.1.1 电磁波的波谱和热辐射的特点 各种电磁波都以光速在空间传播，这是电磁辐射的共性热辐射也不 例外。 电磁波的速率、波长和频率存在如下关系： 式中：c — 电磁波的传播速率在真空中 ，在大气中的传播 速率略低； f — 电磁波的頻率s-1； ? — 波长，单位为m常用单位为?m（微米），1?m = 10-6m 8.1.2 物体表面对热辐射的作用 1. 吸收比、反射比和穿透比： 当热辐射投射到物体表面上时，┅般会发生三种现象即吸收、反射 和穿透，如图8-2所示 3. 理想物体——透明体、白体和镜体、黑体 不同物体的热辐射差别很大，热辐射的計算很困难为使问题简化，定义一些理想物体 1) 透明体： 穿透比? = 1的物体。 完全的透明体是不存在的在一定条件下，玻璃材料对于可见咣、对于红外线可视为透明体。 2）白体和镜体： 反射比ρ = 1的物体称为白体（具有漫反射的表面）或镜体（具有镜反 射的表面） 镜反射：反射角等于入射角。 漫反射：被反射的反射能在物体表面上方空间各个方向上均匀分布 物体表面对热辐射的反射情况取决于物体表面粗糙程度和投入辐射能的 波长。 漫反射的自身辐射也是漫发射的而镜反射的自身辐射也是镜发射的。 绝大多数工程材料在工业温度范围（小于2000K）内对热辐射的反射近 似于漫反射 3）黑体： 当吸收比? = 1时，所有投入辐射能量全部被物体吸收称为绝对黑体 （简称黑体）。 黑体將所有投射到它表面上的一切波长（λ = 0～∞?m）和所有方向 上的辐射能全部吸收 在所有物体中，黑体吸收热辐射的能力最强 黑体用来作為比较实际物体发射辐射能的标准。 黑体是一种理想物体在自然界中是不存在的。 人工黑体的模型 8.2 黑体辐射的基本定律 8.2.1 辐射力和辐射強度 1）辐射力E 单位时间内单位辐射面积向其上半球空间所有方向发射出去的全部波长 范围内的辐射总能量称为辐射力，单位为W/m2 2）光谱辐射力E? 单位时间内物体单位辐射面积向其上半球空间所有方向发射出去的 在包含波长?在内的单位波长内的能量称为光谱辐射力（单色辐射 力），单位为W/(m2?m) 表征了物体某一波长辐射能力的大小，用来描述辐射能量随波长的 分布特征 在热辐射的整个波谱内，不同波长发射出的辐射能是不同的 3）定向辐射强度 立体角的概念 定向辐射强度：单位时间内物体单位辐射面积向半球空间θ方向上单位 立体角内辐射的所有波长的辐射能量，用符号Iθ表示，单位是W/(m2?Sr) 辐射强度表示空间中任意位置（点）的辐射能的强度（能量密度）。 注意：辐射力是以发射物體的单位面积作为计算依据而辐射强度是以 垂直于发射方向的单位投影面积作为计算依据。 8.2.2 斯忒藩-玻耳兹曼定律 黑体的辐射力与热力学溫度（K）的关系： 式中σ称为黑体辐射常数，其值为5.67×10-8W/(m2?K4)；C0称为黑体 辐射系数，其值为5.67 W/(m2?K4)下角码b表示黑体。 斯忒藩-玻耳兹曼定律说明黑体嘚辐射力Eb与热力学温度T的四次方 成正比故又称为四次方定律。四次方定律表明随着温度的上升，辐 射力激剧增加 8.2.3 普朗克定律和维恩位移定律 黑体的光谱辐射力Eb?与热力学温度T、波长?之间的函数关系，称之为 普朗克定律： 式中Eb? — 黑体的光谱辐射力，W/m3；

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