浙江大学本科生课程化工原理 第四章 热量传递基础 1/16
幻灯片 3目录
§ 4.4 辐射传热
§ 4.4.1基本概念
§ 4.4.2物体的辐射能力
§ 4.4.3两灰体间的辐射传热
§ 4.4.4 两灰体组成的封闭体系的辐射传热速率 Q1-2的计算
§ 4.4.5暴露在空气中的设备的热损失计算浙江大学本科生课程化工原理 第四章 热量传递基础 2/16
Q
Q
R
Q
A
Q
D
DRA QQQQ
吸收率 QQa A
反射率 QQ R?
透过率 QQ D?
§ 4.4 辐射传热
§ 4.4.1 基本概念一、什么是辐射传热？
热辐射线波长在 0.4?m~40?m,属可见光,红外线二,吸收率,发射率,透过率
1
浙江大学本科生课程化工原理 第四章 热量传递基础 3/16
1
1?a
1
- - - - - - 绝对黑体,如雪
- - -- 绝对白体或镜体,如十分光亮的金属三,黑体,白体,透热体,灰体
-----透热体,如单原子或对称双原子构成的气体 （ H2,O2,He
等等 ）
灰体 -----以相同的吸收率吸收所有波长的热辐射能的物体,
如工业用的大多数固体材料 。
§ 4.4 辐射传热
§ 4.4.1 基本概念浙江大学本科生课程化工原理 第四章 热量传递基础 4/16
0
dEE bb
4
0
4
0 10 0

TCTE
b?
式中,4280 106 6 9.5 KmW ----------- 发射常数,
420 6 6 9.5 KmWC ； T ----- K
- - - - - - - 斯蒂芬—玻尔兹曼定律
§ 4.4.2 物体的辐射能力辐射能力,单位时间,单位面积上对所有波长辐射线的辐射能量,用 E表示,单位 W/m2。
根据普朗克量子理论,
12
5
1

TCb e
CE

一,黑体的辐射能力 Eb
浙江大学本科生课程化工原理 第四章 热量传递基础 5/16
4
100669.5

TE
b
bE
E
灰体 黑体
T
T
E
E
b
a E
b
bb EaEE )1(
bE
Ea? a
§ 4.4.2物体的辐射能力
---------黑度 （ 或辐射率 ）
属物性,与材料性质和温度,压力,浓度等有关三,?与 a的关系 --------可希霍夫定律二．灰体的辐射能力 E
bEa)1(?
浙江大学本科生课程化工原理 第四章 热量传递基础 6/16
j
θ
j
r
θ
i
i
§ 4.4.3两灰体间的辐射传热影响角系数的因素：
两物体间的距离,两物体表面积,两物体的放置角度等 。
一,角系数辐射能被拦截的百分数,用?12,? 21表示


j i
i j
A A
ji
ij
j
ji
A A
ij
ji
i
ij
dAdA
rA
dAdA
rA
2
2
c o sc o s1
c o sc o s1


浙江大学本科生课程化工原理 第四章 热量传递基础 7/16
思考,如图,两相距很近的无限大平板,
角系数为多少？
1
1

N
k
ik?
12112
jijiji AA
角系数的性质：
1、相对性：
2、完整性：
如图,由 N个面组成的闭合体,任一面的所有角系数之和为多少？
1

N
k
ik?
4
5
3
1
2
3、加和性：
2
1
3 4
141312
§ 4.4.3两灰体间的辐射传热浙江大学本科生课程化工原理 第四章 热量传递基础 8/16
二,两灰体间的辐射传热速率的计算
G
(1 - a ) G
E
J
GaEJ )1(
----投入辐射,W/m2
-----有效辐射,W/m2
几个概念：
§ 4.4.3 两灰体间的辐射传热物体与环境交换的热量 JGQ
浙江大学本科生课程化工原理 第四章 热量传递基础 9/16
2
1
212121 AA?
1211?AJ
121
21
21 1
A
JJ
Q

212
21
1
A
JJ?
二,两灰体间的辐射传热速率的计算
Q1-2
2122?AJ21Q
G
(1 - a ) G
E
J
GaEJ )1(
§ 4.4.3两灰体间的辐射传热浙江大学本科生课程化工原理 第四章 热量传递基础 10/16
1 2
T 1 T 2
1111
1111
)1(
)1(
GE
GaEJ
b

1
111
1 1?
bEJG
2222
2222
)1(
)1(
GE
GaEJ
b

2
222
2 1?
bEJG
§ 4.4.4 两灰体组成的封闭体系的辐射传热速率 Q1-2的计算对两灰体组成的封闭体系：
121
21
21 1
A
JJ
Q

212
21
1
A
JJ?
（ 1）
111121 AGJQQ 环境
2222 AGJQ 环境又
G
(1 - a ) G
E
J
GaEJ )1(
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22
2
22
2
2
2222
2
2
222
2
11
1
11
1
1
1111
1
1
111
121
111
111
A
EJ
A
JE
A
EJ
J
A
JE
A
JE
A
EJ
JQ
bbb
bbb







§ 4.4.4 两灰体组成的封闭体系的辐射传热速率 Q1-2的计算
1 2
T 1 T 2
（ 2）
辐射热阻推动力?
22
2
11
1
211
21
21 111
AAA
EE
Q bb
空间热阻 表面热阻利用加和定理整理式 1,2,得：
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1
11
21
121
21



AEE
Q bb
§ 4.4.4 两灰体组成的封闭体系的辐射传热速率 Q1-2的计算对两足够大平行板,?1-2=1,A1=A2。 故特例 1：
1 - 2 =1,0
2
1?
A
A







4
2
4
1
011211121 100100
TTCAEEAQ
bb
22
2
11
1
211
21
21 111
AAA
EE
Q bb
1 2
T
1
T
2
当 A2包 A1,且 A2>>A1时 （ 如图所示 ）特例 2：
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1 3 2
223131
121
22
2
233323
23
313
13
21111
1
21
21
1
2
111
111111









AEE
AAAAAA
EE
Q
bb
bb
§ 4.4.4 两灰体组成的封闭体系的辐射传热速率 Q1-2的计算思考,写出两无限大平行平板之间平行插入第三块板时的辐射传热量计算式 。 （ 如图所示 ）
22
2
11
1
211
21
21 111
AAA
EE
Q bb
浙江大学本科生课程化工原理 第四章 热量传递基础 14/16
1 3 2

223131
121
21
1
2
111






AEE
Q bb

1
11
21
121
21



AEE
Q bb
2121 QQ 热屏对比：
两无限大平行平板之间的辐射传热速率与平行插入第三块板 时的辐射传热速率。
浙江大学本科生课程化工原理 第四章 热量传递基础 15/16
1,温度：与? T
4
呈正比, QT,
2,表面黑度, Q,?
3,几何位置,? 1 - 2
4,介质：如插入热屏，增大热阻，减小 Q
22
2
11
1
211
21
21 111
AAA
EE
Q bb
影响辐射传热的因素：
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ttA
ttAttA
Q
wT
wRwc

辐射传热量对流传热量






44
011
2111
100100
tt
CA
EEA
w
bb
辐射传热量
ttA wR 1?
联合传热膜系数
§ 4.4.5暴露在空气中的设备的热损失计算其中：