华中科技大学：《多相流基础》课程电子教案（PPT教学课件）第六章 气固系统的辐射传热

)烧国实验室 第六章气固系统的辐射传热 §61辐射方程 1.吸收和散射引起的衰减 1)吸收 Kas n/abs 77-7 (6-1) 其中K-线性吸收系数 对于几何距离s n(s)=l,(0)xkds)=1,0)e(62)

煤燃烧国家重点实验室 SKLCC 第六章 气固系统的辐射传热 §6-1 辐射方程 1. 吸收和散射引起的衰减 1) 吸收 (dI ) I ds  abs = −  (6-1) 其中 Kη – 线性吸收系数 对于几何距离 s ( ) ( ) ( )        −  =      =  I s I ds I e s 0 exp 0 0 (6-2)

)烧国实验室 Scattered photons 八∧ Photons Absorbed photons 八^∧ 八√ Transmitted pho ds FIGURE 8-2 Attenuation of radiative intensity by absorption and scattering

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S完国腰应实验室 其中=是光学厚度 吸收率 (6-3) 7 2)散射 吸收与散射的差别 n/sca Sn7-77 (6-4)

煤燃烧国家重点实验室 SKLCC 其中 ds s  = 0    是光学厚度 吸收率: ( ) ( ) ( )       − = − −  e I I I s 1 0 0 (6-3) 2) 散射 吸收与散射的差别 (dI ) I ds s  sca = −   (6-4)

)烧国实验室 3)总衰减 减系数 Bn=k, +o sm (6-5) 基于衰减的光学距离 B,ds (6-6)

煤燃烧国家重点实验室 SKLCC 3) 总衰减 衰减系数  =   + s 基于衰减的光学距离 (6-5)  = s ds 0    (6-6)

)烧国实验室 2.由于辐射和散射的增大 1)辐射 K 77 (6-7) em n bn 对于吸收辐射介质,将方程(6-1)和(67)结合 n=knbn (6-8) 7

煤燃烧国家重点实验室 SKLCC 2. 由于辐射和散射的增大 1) 辐射 (dI ) I ds b  em =   (6-7) 对于吸收-辐射介质，将方程(6-1)和 (6-7)结合 ( )      I I ds dI = b − (6-8)

)烧国实验室 对于厚度为s的等温气体层 n()=l0k+2-c)(69 如近仅考虑辐射,可定义辐射率为 u(s)b,=1-en(6

煤燃烧国家重点实验室 SKLCC 对于厚度为s的等温气体层 ( ) ( ) ( )        − − I s = I e + I − e 0 b 1 (6-9) 如近仅考虑辐射，可定义辐射率为 ( )       − = I s I = − e / b 1 (6-10)

)烧国实验室 2)散射 从立体角dQ入射到aA上的总单色辐射热流 1、(d4s·)2dn 该热流通过微元体dv的距离d/ss 从s方向散射出的辐射能 a,(n(8L2dn)2△ nn(S)dAde, dnds

煤燃烧国家重点实验室 SKLCC 2) 散射 从立体角dΩi入射到dA 上的总单色辐射热流 I  (s ˆ i )(dAs ˆ i s ˆ)di d. 该热流通过微元体 dV 的距离 ds s s i / ˆ  ˆ 从si 方向散射出的辐射能 ( ( )( ) ) I (s )dAd d ds s s ds I s dAs s d d s i i i  s  i i i  =                ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ

)烧国实验室 THE EQUATION OF RADIATIVE TRANSFER IN PARTICIPATING MEDIA 5U⊥ ds do dA d

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)烧国实验室 散射入围绕方向的立体角d2的分额 Φ(.skdg2/4丌 Φ,-散射相函数 从d2散射进入d2能量 os,I, (MAdQ, d nds dap,(s, s) 4兀

煤燃烧国家重点实验室 SKLCC 散射入围绕方向s的立体角dΩ的分额  (s ˆ i ,s ˆ)d / 4 η – 散射相函数 从dΩi散射进入 dΩ 能量 ( ) ( )    d d s s I s dAd d ds i s i i       4 ˆ , ˆ ˆ

)烧国实验室 从所有入射方向s散射进入方向s的能量 (dI (SdAd2d n (S, HAdQ2, dndsd S de n/sca 4r sn n 4丌 或(ln)()=s02,D2()(6,s2 47 4丌 (6-10 该式对于任意空间内部的任何地方均有效

煤燃烧国家重点实验室 SKLCC 从所有入射方向si 散射进入方向s 的能量 ( ) ( ) ( ) ( )          4 ˆ ˆ ˆ , ˆ 4   =    d dI s dAd d I s dAd d ds s s s i i i sca 或 ( ) ( ) ( ) ( ) i i i s sca dI s = ds  I s  s s d       4 ˆ ˆ , ˆ 4 ˆ (6-10) 该式对于任意空间内部的任何地方均有效