《传热学》第八章 辐射换热的计算

第八章 辐射换热的计算

第八章 辐射换热的计算

8-1角系数的定义、性质及计算 两个表面之间的辐射换热量与两个表面之间 的相对位置有很大关系 T ′T T2 图8-1表面相对位置的影响

❖ 两个表面之间的辐射换热量与两个表面之间 的相对位置有很大关系 §8-1 角系数的定义、性质及计算 图8-1 表面相对位置的影响

a图中两表面无限接近,相互间的换热量 最大;b图中两表面位于同一平面上,相互 间的辐射换热量为零。由图可以看出,两个 表面间的相对位置不同时,一个表面发出而 落到另一个表面上的辐射能的百分数随之而 异,从而影响到换热量

❖a图中两表面无限接近，相互间的换热量 最大；b图中两表面位于同一平面上，相互 间的辐射换热量为零。由图可以看出，两个 表面间的相对位置不同时，一个表面发出而 落到另一个表面上的辐射能的百分数随之而 异，从而影响到换热量

角系数的定义 角系数是进行辐射换热计算时空间热组的 主要组成部分。 定义:把表面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X2。 同理,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X,1

一. 角系数的定义 角系数是进行辐射换热计算时空间热组的 主要组成部分。 定义：把表面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X1,2。 同理，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X 2, 1

角系数的性质 研究角系数的性质是用代数法(代数分析法 求解角系数的前提: 假定:(1)所研究的表面是漫射的 (2)在所研究表面的不同地点上向外发 射的辐射热流密度是均匀的

二. 角系数的性质 ❖ 研究角系数的性质是用代数法（代数分析法） 求解角系数的前提： ❖ 假定：（1）所研究的表面是漫射的 （2）在所研究表面的不同地点上向外发 射的辐射热流密度是均匀的

小角系数的相对性 4一个微元表面到另一个微元表面的角系数 由d4发出的落到A2上的辐射能61:d4cOsB1dg dA, da 由d4发出的辐射能 E E=I bI bI E:辐射力l:定向辐射强度 d4,cosb,·cos6, dAl, dA2 2

1、角系数的相对性 ❖ 一个微元表面到另一个微元表面的角系数 1 1 2 1 1 1 1 2 , 1 1 cos b A dA dA b A dA dA I d d X dA E d      = =  由 发出的落到 上的辐射能 由 发出的辐射能 Eb1 = Ib1  Eb1 :辐射力 Ib1：定向辐射强度 2 2 1 2 , cos cos 1 2 r dA X dA dA      = (1)

dAz 2 71 d dAi 图8-2两微元面间的辐射

图8-2 两微元面间的辐射

同理:X d41·cos61:c0sa2 d4,,d (2) 整理(1)、(2)式得: Xd.d4 d,=xda. d4. dA (3) 两微元表面角系数的相对性表达式: dAl x dA, da, =dA2. X d4, d4

同理： 整理（1）、（2）式得： 2 1 1 2 , cos cos 2 1 r dA XdA dA      = (2) , 1 , 2 1 2 2 1 XdA dA dA =XdA dA dA (3) 1 2 2 1 dA1 X d A ,d A dA2 X d A ,d A  =  两微元表面角系数的相对性表达式：

(2)两个有限大小表面之间角系数的相对性 ①,,=A,E,X 1.2 X 2b242,1 当T=耐,净辐射换热量为零,即En1=E2 则有限大小表面间角系数的相对性的表达式: A,X,,=A,X, 2,1 (4)

（2）两个有限大小表面之间角系数的相对性 1，2 = A1 Eb1 X1,2 − A2 Eb2 X2,1 当 T1 = T 时，净辐射换热量为零，即 2 Eb1 = Eb2 则有限大小表面间角系数的相对性的表达式： A1 X1,2 A2 X2,1 = (4)