,化 工 原 理,
（上）
主讲人：戴猷元
2003.2
目 录绪论第一章 流体流动第二章 流体输送机械第三章 流体流过颗粒和颗粒层的流动第四章 非均相物系的分离第五章 传热第六章 蒸发总结第五章 传 热第一节 概述第二节 热传导 离心沉降及设备第三节 对流传热第四节 两流体间的传热第五节 对流传热系数的关联式第六节 热辐射第七节 换热器第六节 热辐射一,基本概念物体内原子由于物体本身温度,激发后,
对外以电磁波形式发出辐射能?吸收?热能 。
辐射线波长,0.4～ 20?m 之间
（ 可见光 0.4~0.8?m）
同样满足 Q= QA + QR + QD
吸收 反射 透过
A吸收率,R反射率,D透过率黑体 A=1,无光泽漆面 0.96~0.98
镜体 R=1 磨光铜板 R＝ 0.97
透热体 D=1 单原子,对称双原子
1A R DQQQ A R D
Q Q Q
A,R,D取决于物性,表面状况,T，
辐射波长灰体,对所有波长有相同的吸收率
D＝ 0
二,固体的辐射能力：
E：单位时间,单位面积辐射能量 w/m2
（ 全部波长 ）
1,Pranck定律,用量子理论可以推导 。
(T绝对温度,C1,C2常数 )
0
E E d
2
5
1
/ 1b cT
c
E
e
2,Stefan-Boltzmann Law
,Eb?出现峰值,等温线下面积代表 E
黑体辐射能力与绝对温度 4次方成正比 。
辐射能力,
O黑体辐射常数 5.67× 10-8 w/m2k4
CO黑体辐射系数 5.67 w/m2k4
灰体 E < Eb,E / Eb=?黑度
44
00 ( / 1 0 0 )bE T C T
3,Kirchhoff定律,E与 A的关系
1为灰体,2为黑体,中间为透热体平衡状况下,1,2温度相等无热流量 ） 发射＝吸收
11
12
12
b
b
E A E
EE
E f T
AA
一切物体的辐射能力与吸收率之比均等于相同温度下绝对黑体的辐射能力 。 （ 与 T有关 ）
4
/ 10 0
b
O
E
A E c T
E
又E/
数值相等黑度大 吸收率大 大三,两固体间的相互辐射：
相互的反复吸收,反射?取决于 A,R,形状位置两个较大的平行灰体壁面：
中间透热体
距离近 （ 全部投入 ）
Q1－ 2 1给 2的辐射热量 （ 净 ）
C1－ 2 总辐射系数
几何因素,（ 角系数 ） ； S1 1的面积
441 2 1 2 1 1 2/ 1 0 0 / 1 0 0Q C S T T
1 1 1 2 1 1n
1,平行板室内
2,一物体被包围?＝ 1 加热炉内同心圆球无限长圆筒
11 12 12
12
11
0,1 / ( 1 )OCC
，
被包围物?外围物
1
12
1 2 2
2 1 1 2 1 0
11
/( ( 1 ) )
,
O
s
CC
s
S S C C
当
3,任意表面
12
12
1 2 1 2
0
12
12 1 2
1
1 c o s c o s
o
SS
CC
CC
C
d s d s
Sr
例：用热电偶测高温气体：
测量值 T1＝ 923K,Tw＝ 713K
热电偶?1＝ 0.3?1＝ 50 w?m2K，求 Tg
加入单层遮热罩,?2＝ 90 w?m2K(抽气 )
遮热罩?2＝ 0.3 求 T1
解：定态条件下，热电偶辐射散热
＝对流受热绝对误差 159K，相对误差 14.7%
12/0SS
441 1 1 0 1( ) / 1 0 0 / 1 0 0gwT T C T T
1 0 8 2 KgT
加上遮热罩,
a) 遮热罩：
b) 热电偶：
绝对偏差 37K
相对偏差 3.4％
442 2 2 0 22 ( ) / 100 / 100gwT T C T T
2 1 0 0 9 KT
442 1 1 0 1 2( ) / 1 0 0 / 1 0 0gT T C T T
1 1045KT
四,设备热损失计算
44
12
/ 1 0 0 / 1 0 0
C C w w
R R w w
w
R
w
Q S t t
Q S t t
C T T
tt
（上）
主讲人：戴猷元
2003.2
目 录绪论第一章 流体流动第二章 流体输送机械第三章 流体流过颗粒和颗粒层的流动第四章 非均相物系的分离第五章 传热第六章 蒸发总结第五章 传 热第一节 概述第二节 热传导 离心沉降及设备第三节 对流传热第四节 两流体间的传热第五节 对流传热系数的关联式第六节 热辐射第七节 换热器第六节 热辐射一,基本概念物体内原子由于物体本身温度,激发后,
对外以电磁波形式发出辐射能?吸收?热能 。
辐射线波长,0.4～ 20?m 之间
（ 可见光 0.4~0.8?m）
同样满足 Q= QA + QR + QD
吸收 反射 透过
A吸收率,R反射率,D透过率黑体 A=1,无光泽漆面 0.96~0.98
镜体 R=1 磨光铜板 R＝ 0.97
透热体 D=1 单原子,对称双原子
1A R DQQQ A R D
Q Q Q
A,R,D取决于物性,表面状况,T，
辐射波长灰体,对所有波长有相同的吸收率
D＝ 0
二,固体的辐射能力：
E：单位时间,单位面积辐射能量 w/m2
（ 全部波长 ）
1,Pranck定律,用量子理论可以推导 。
(T绝对温度,C1,C2常数 )
0
E E d
2
5
1
/ 1b cT
c
E
e
2,Stefan-Boltzmann Law
,Eb?出现峰值,等温线下面积代表 E
黑体辐射能力与绝对温度 4次方成正比 。
辐射能力,
O黑体辐射常数 5.67× 10-8 w/m2k4
CO黑体辐射系数 5.67 w/m2k4
灰体 E < Eb,E / Eb=?黑度
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00 ( / 1 0 0 )bE T C T
3,Kirchhoff定律,E与 A的关系
1为灰体,2为黑体,中间为透热体平衡状况下,1,2温度相等无热流量 ） 发射＝吸收
11
12
12
b
b
E A E
EE
E f T
AA
一切物体的辐射能力与吸收率之比均等于相同温度下绝对黑体的辐射能力 。 （ 与 T有关 ）
4
/ 10 0
b
O
E
A E c T
E
又E/
数值相等黑度大 吸收率大 大三,两固体间的相互辐射：
相互的反复吸收,反射?取决于 A,R,形状位置两个较大的平行灰体壁面：
中间透热体
距离近 （ 全部投入 ）
Q1－ 2 1给 2的辐射热量 （ 净 ）
C1－ 2 总辐射系数
几何因素,（ 角系数 ） ； S1 1的面积
441 2 1 2 1 1 2/ 1 0 0 / 1 0 0Q C S T T
1 1 1 2 1 1n
1,平行板室内
2,一物体被包围?＝ 1 加热炉内同心圆球无限长圆筒
11 12 12
12
11
0,1 / ( 1 )OCC
，
被包围物?外围物
1
12
1 2 2
2 1 1 2 1 0
11
/( ( 1 ) )
,
O
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CC
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当
3,任意表面
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1 2 1 2
0
12
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1
1 c o s c o s
o
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CC
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Sr
例：用热电偶测高温气体：
测量值 T1＝ 923K,Tw＝ 713K
热电偶?1＝ 0.3?1＝ 50 w?m2K，求 Tg
加入单层遮热罩,?2＝ 90 w?m2K(抽气 )
遮热罩?2＝ 0.3 求 T1
解：定态条件下，热电偶辐射散热
＝对流受热绝对误差 159K，相对误差 14.7%
12/0SS
441 1 1 0 1( ) / 1 0 0 / 1 0 0gwT T C T T
1 0 8 2 KgT
加上遮热罩,
a) 遮热罩：
b) 热电偶：
绝对偏差 37K
相对偏差 3.4％
442 2 2 0 22 ( ) / 100 / 100gwT T C T T
2 1 0 0 9 KT
442 1 1 0 1 2( ) / 1 0 0 / 1 0 0gT T C T T
1 1045KT
四,设备热损失计算
44
12
/ 1 0 0 / 1 0 0
C C w w
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Q S t t
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tt
