基础化学实验教学示范《化工原理实验》课程教学课件（上册，PPT讲稿）第四章 传热 4.6 辐射传热

例1.一套管式换热器，油以1.02Kg/s的流速通过管内，由300K被加热至344K。377K的蒸汽在管外冷凝。内管尺寸为Φ48mm×5mm。油侧对流传热系数为97W·m-2.K-l，管壁热阻为0.0009m?·K·W-1，蒸汽侧热阻和污垢热阻可忽略。油的恒压热容为1.9kJ·kg-1，求：所需要的管束长度？返下页页回2025/11/11

2025/11/11 例1. 一套管式换热器，油以1.02Kg/s的流速通过管内，由 300 K被加热至344 K。377 K的蒸汽在管外冷凝。内管尺寸 为Φ48 mm×5 mm。油侧对流传热系数为97 W·m-2·K-1，管 壁热阻为0.0009 m2·K·W-1，蒸汽侧热阻和污垢热阻可忽略 。油的恒压热容为1.9 kJ·kg-1，求：所需要的管束长度？

例2.有一套管换热器，内管为Φ54mm×2mm，套管为Φ116mm×4mm的钢管，内管中苯被加热，苯进口温度为50℃，出口温度为80℃，流量为4000Kg/h，对流传热系数为937W/(m2.℃)。环隙为133.3℃的饱和水蒸气冷凝，其汽化热为2168.1KJ/Kg，冷凝传热膜系数为11630W/(m2.℃)。苯在50～80℃之间的平均比热为1.86 KJ/(Kg·℃)。管内壁污垢热阻为0.000265(m2·℃)/W，管壁及管外侧污垢热阻不计。求:(1)加热蒸汽消耗量：(2）月所需的传热面积（以内管外表面计）。返页下页回2025/11/11

2025/11/11 例 2. 有 一套管 换热 器，内 管为Φ54mm×2mm， 套管为 Φ116mm×4mm的钢管，内管中苯被加热，苯进口温度为50 ℃，出口温度为80 ℃，流量为4000 Kg/h，对流传热系数为 937 W/(m2·℃)。环隙为133.3 ℃的饱和水蒸气冷凝，其汽化 热为2168.1 KJ/Kg，冷凝传热膜系数为11630 W/(m2·℃)。苯 在50～80℃之间的平均比热为1.86 KJ/(Kg·℃)。管内壁污垢 热阻为0.000265(m2·℃)/W，管壁及管外侧污垢热阻不计。 求： （1）加热蒸汽消耗量； （2）所需的传热面积（以内管外表面计）

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2025/11/11 P291 1、3、11、12 本章作业

第四章二、基本概念传热二、物体的辐射能力和有关定律三、两固体间的辐射传热四、对流和辐射的联合传热第六节辐射传热下页滋口帮助2025/11/11

2025/11/11 第四章 传热 一、基本概念 二、物体的辐射能力和有关定律 三、两固体间的辐射传热 四、对流和辐射的联合传热 第六节 辐射传热

一、基本概念1、热辐射热辐射：物体因热的原因发出辐射能的过程称为热辐射。辐射传热：不同物体间相互辐射和吸收能量的综合过程热射线2热射线：可见光线和红外光线统称为热射线。服从反射定律和折射定律能在均一介质中作直线传播在真空和大多数的气体（情性气体和对称的双原子气体）中热射线可以完全透过返页回2025/11/11

2025/11/11 一、基本概念 1、热辐射 热辐射 ：物体因热的原因发出辐射能的过程称为热辐射。 辐射传热 ：不同物体间相互辐射和吸收能量的综合过程。 2、热射线 热射线 ：可见光线和红外光线统称为热射线。 •服从反射定律和折射定律 •能在均一介质中作直线传播 •在真空和大多数的气体（惰性气体和对称的双原子气体） 中热射线可以完全透过

3、热辐射对物体的作用QA+QR+QD=QA+R+D=1A=Q^/Q物体的吸收率物体的反射率R=Qr/Q物体的透过率D=Qp/Q返下页回页2025/11/11

2025/11/11 3、热辐射对物体的作用 QA +QR + QD = Q + + =1 Q Q Q Q Q QA R D A+ R + D =1 A=QA /Q ——物体的吸收率 R=QR /Q ——物体的反射率 D=QD /Q ——物体的透过率

4、黑体、镜体、透热体和灰体黑体（绝对黑体）：能全部吸收辐射能的物体，即A=1的物体镜体（绝对白体）：能全部反射辐射能的物体，即R=1的物体透热体：能透过全部辐射能的物体，即D=1的物体灰体：能够以相等的吸收率吸收所有波长辐射能的物体灰体的特点：它的吸收率A不随辐射线的波长而变。它不是透热体，即A+R=1,D=0。返T页回贝2025/11/11

2025/11/11 4、黑体、镜体、透热体和灰体 黑体（绝对黑体）：能全部吸收辐射能的物体，即A=1的物体 镜体（绝对白体）：能全部反射辐射能的物体，即R=1的物体 透热体 ：能透过全部辐射能的物体，即D=1的物体 灰体 ：能够以相等的吸收率吸收所有波长辐射能的物体 灰体的特点： 它的吸收率A不随辐射线的波长而变。 它不是透热体，即A+R=1,D=0

物体的辐射能力和有关定律二、1、物体的辐射能力物体在一定的温度下，单位表面积、单位物体辐射能力：时间内所发射的全部波长的总能量。用E表示，单位：W/m2。单色辐射能力：！单位表面积、单位时间内的发射某一特定波长的能力。AEdElimEda10返下页回2025/11/11

2025/11/11 1、物体的辐射能力 物体辐射能力：物体在一定的温度下，单位表面积、单位 时间内所发射的全部波长的总能量。用E 表示，单位：W/m2 。 单色辐射能力：单位表面积、单位时间内的发射某一特定 波长的能力。   d E dE =   →0 lim = E 二、物体的辐射能力和有关定律

2、普朗克定律揭示了黑体的辐射能力按照波长的分配规律。G2-SEba=e?/aT-111.633.4899.3042.3266.9784.6521.162.3260a20.81.20.46返页页口2025/11/11

2025/11/11 2、普朗克定律 揭示了黑体的辐射能力按照波长的分配规律。 1 / 5 1 2 − = − b c T e c E   

3、斯帝芬-玻耳兹曼定律揭示黑体的辐射能力与其表面温度的关系：Ca-sdaE, = Ebada =enr-1=α,T4=Co1100o：黑体的辐射常数或斯蒂芬---玻耳兹曼常数黑体的辐射系数Co:异四次方定律返T页页回2025/11/11

2025/11/11 揭示黑体的辐射能力与其表面温度的关系： 3、斯帝芬-玻耳兹曼定律 Eb b d   = 0 E   − − = 0 5 1 1 2    d e C T c 4 =  0 T 4 0 100       = T C ——四次方定律 :  0 黑体的辐射常数或斯蒂芬-玻耳兹曼常数 : C0 黑体的辐射系数