华中科技大学：《传热学》课程教学资源（课件讲义）第七章 辐射换热计算

华中科技大学热科学与工程实验室 EP》 HUST Lab of Thermal Science Engineering power 传热学 主讲:王晓墨 能源与动力工程学院 华中科技大学 20033-2



 
      

    

华中科技大学热科学与工程实验室 EP》 HUST Lab of Thermal Science Engineering power 第七章辐射换热计算 §7-1被透明介质隔开的黑体表面间 的辐射换热 §7-2被透明介质隔开的灰体表面间 的辐射换热 20033-2




 
      

    

    

华中科技大学热科学与工程实验室 EP》 HUST Lab of Thermal Science Engineering 假设 (1)把参与辐射换热的有关表面视作一个封闭 腔,表面间的开口设想为具有黑表面的假想 面 (2)进行辐射换热的物体表面之间是不参与辐射 的透明介质(如单原子或具有对称分子结构的双 原子气体、空气)或真空; (3)参与辐射换热的物体表面都是漫射(漫发 射、漫反射)灰体或黑体表面; (4)每个表面的温度、辐射特性及投入辐射分布 均匀。 20033-2



 
      
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华中科技大学热科学与工程实验室 EP》 HUST Lab of Thermal Science Engineering the Institute of energy power §7-1被透明介质隔开的黑体表面间的 辐射换热 1角系数的概念 表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数称 为表面1对表面2的角系数,记为X12 两黑体之间的辐射换热量为: 212= EblAX12-e b242412,1 20033-2



 
      
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华中科技大学热科学与工程实验室 EP》 HUST Lab of Thermal Science Engineering power 2角系数的性质 ①相对性 描述了两个任意位置的漫射表面之间角系数的 相互关系,称为角系数的相对性(或互换性) AX12=A,X ②完整性 任何物体都与其它所有参与辐射换热的物体构 成一个封闭空腔,所以它发出的辐射能百分之 百地落在封闭空腔的各个表面上,因此一个表 面辐射到半球空间的能量全部被其它包围表面 接收 》 X1+X2+X13+…+Xx1n=∑X 20033-2



 
      
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华中科技大学热科学与工程实验室 EP》 HUST Lab of Thermal Science Engineering K1+Xx2+X13+…+Kn=∑ 当表面1为非凹表面时,X1=02 若表面1为凹表面(图中虚线)则 表面对自己本身的角系数X1不 是零。 ③可加性 角系数的可加性是角系数完整性的导出结 果。实质上体现了辐射能的可加性。 20033-2



 
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华中科技大学热科学与工程实验室 EP》 HUST Lab of Thermal Science Engineering power A, EbIX12=Aenrx12a + Ebx 26 2b 12=X12+X12b 3角系数的求解 ①积分法 分别从表面和上取两个微元面积 M, d41和A dQ 由辐射强度的定义,向辐射的能 量为 l0,=dA, cos@,do dA 20033-2



 
      

















 

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华中科技大学热科学与工程实验室 EP》 HUST Lab of Thermal Science Engineering power 2@12 =dA l, cos p, do, 根据立体角的定义 2 do,=dA, cos @0/ d dQ=11 Cos 9, cos p 2 d., dA 根据辐射强度与辐射力之间的关系 丌 则表面d41向半球空间发出的辐射能为 2,=l, dA, 20033-2



 
       
   

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华中科技大学热科学与工程实验室 EP》 HUST Lab of Thermal Science Engineering power d对2的角系数为: lQ COS P, CoS o, dA dl.d2 d2对A的角系数为: 20, COS P, cos o, dl d2. dI 故有: 14d1d2 241d2d1 这就是两微元表面间角系数相对性的表达式。 20033-2



 
       
   

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华中科技大学热科学与工程实验室 EP》 HUST Lab of Thermal Science Engineering he Institute of eneray power dA, coS CoS o d2 d1 对其中一个表面积分,就能导出 2 微元表面对另一表面的角系数, n2 C0s卯)1c0S2 1 d1. 2 C0s卯)1c0S2 d2,1 m 利用角系数的相对性有dA1Xa2=42X2a,表 面2对微元表面dA1的角系数为 COS p, CoS p i da da A m 20033-2



 
       
 

 



  
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