第四章傳熱(第四次課

1、dEE 0普朗克定律-黑體單色輻射能力隨波長及溫度而變化的函數(shù)關(guān)系 1251TcbecE2 2 黑體單色輻射能力與波長及溫度的關(guān)系黑體單色輻射能力與波長及溫度的關(guān)系E bT=1400 KT=1200 K010dEEbb 0黑體輻射能力與其表面熱力學溫度的四次方成正比黑體輻射能力與其表面熱力學溫度的四次方成正比。C C0 0稱稱為為黑體的輻射常數(shù)黑體的輻射常數(shù)。 將將普朗克定律代入上式并積分得代入上式并積分得斯蒂芬-波爾茨曼定律：40)100(TCEb4 4 四次方定律四次方定律-斯蒂芬斯蒂芬- -波爾茨曼定律波爾茨曼定律C C稱為稱為灰體的輻射常數(shù)灰體的輻射常數(shù)。（2 2）黑度）黑度4)100

2、(TCE bEE40)100(：TCE故有 假設有兩個無限大的平行平壁：假設有兩個無限大的平行平壁：對壁對壁1 1來說，熱量的來說，熱量的收支差額為：收支差額為：bEAEq11當兩壁處于熱平衡狀態(tài)當兩壁處于熱平衡狀態(tài)bEAE11bEAE110q)(TfEAEb表明任何物體的輻射能力和吸收率的比值：表明任何物體的輻射能力和吸收率的比值：恒等于同溫度下黑體的輻射能力；恒等于同溫度下黑體的輻射能力；并且只與溫度有關(guān)。并且只與溫度有關(guān)。 克?；舴蚨煽讼；舴蚨葾 所以bEEbEAE灰體的吸收率，數(shù)值上等于同溫度下該體的黑度。灰體的吸收率，數(shù)值上等于同溫度下該體的黑度。 40)100(：TACE 故有

3、若平行平壁的面積為若平行平壁的面積為A A，則輻射傳熱速率為則輻射傳熱速率為42412121100100TTACQC C1-21-2稱為稱為物體物體1 1對對2 2的總輻射系數(shù)的總輻射系數(shù)。對于任意兩物體之間的輻射傳熱速率的計算，有如下對于任意兩物體之間的輻射傳熱速率的計算，有如下普遍適用的形式。普遍適用的形式。4241212121100100TTACQ由對流傳熱而損失的熱量為由對流傳熱而損失的熱量為 )(TThAQwwc由輻射傳熱而損失的熱量為由輻射傳熱而損失的熱量為 442121100100TTACQwwR)(TTAhQwwRR在對流和熱輻同時存在的場合，常將輻射傳熱也用對流在對流和熱輻同

4、時存在的場合，常將輻射傳熱也用對流傳熱速率方程表示：傳熱速率方程表示： 設備的總熱損失為：設備的總熱損失為：)()(TTAhhQQQwwRcR)(TTAhQwwT440)100273300()100273420()420(SCThSq傳熱計算主要有兩種類型：傳熱計算主要有兩種類型： 設計計算設計計算 根據(jù)生產(chǎn)要求的熱負荷確定換熱器的傳熱面積。根據(jù)生產(chǎn)要求的熱負荷確定換熱器的傳熱面積。 校核計算校核計算 計算給定換熱器的傳熱量、流體的溫度或流量。計算給定換熱器的傳熱量、流體的溫度或流量。第五節(jié)第五節(jié) 穩(wěn)定傳熱的計算穩(wěn)定傳熱的計算對間壁式換熱器作能量恒算，在忽略熱損失的情況下有對間壁式換熱器作能量

5、恒算，在忽略熱損失的情況下有上式即為上式即為換熱器的熱量恒算式換熱器的熱量恒算式。式中式中 Q Q換熱器的熱負荷，換熱器的熱負荷，kJ/hkJ/h或或w w W W流體的質(zhì)量流量，流體的質(zhì)量流量，kg/hkg/h H H單位質(zhì)量流體的焓，單位質(zhì)量流體的焓，kJ/kgkJ/kg 下標下標c c、h h分別表示冷流體和熱流體，下標分別表示冷流體和熱流體，下標1 1和和2 2表示換熱器的進口和出口。表示換熱器的進口和出口。Q=qm,h(Hh1-Hh2)=qm,c(Hc2-Hc1)一、能量恒算一、能量恒算若換熱器中兩流體若換熱器中兩流體無相變無相變時，且認為流體的比熱不時，且認為流體的比熱不隨溫度而變

6、，則有隨溫度而變，則有式中式中 c cp p流體的平均比熱，流體的平均比熱，kJ/kJ/（kgkg ） t t冷流體的溫度，冷流體的溫度， T T熱流體的溫度，熱流體的溫度， Q=qmhcph(T1-T2)=qmccpc(t2-t1)若換熱器中的熱流體若換熱器中的熱流體有有單純相變單純相變，如，如飽和蒸汽冷凝飽和蒸汽冷凝時，則時，則有有 當當冷凝液的溫度低于飽和溫度冷凝液的溫度低于飽和溫度時，則有時，則有 式式中中 qmh飽和蒸汽（熱流體）的冷凝速率，飽和蒸汽（熱流體）的冷凝速率，kg/h r飽和蒸汽的冷凝潛熱，飽和蒸汽的冷凝潛熱，kJ/kgQ=qmhr=qmccpc(t2-t1)Q=qmhr

7、+cph(Ts-T2)=qmccpc(t2-t1)式中式中 cph冷凝液的比熱，冷凝液的比熱， kJ/（kg ） Ts冷凝液的飽和溫度，冷凝液的飽和溫度， 二、傳熱速率基本方程二、傳熱速率基本方程dAtTKdQ)( 2.12.1 總傳熱速率微分方程總傳熱速率微分方程)(dAtthdQw( (對流傳熱速率微分方程對流傳熱速率微分方程, ,牛頓冷卻定律牛頓冷卻定律) )KdAtTdQ1顯然，選擇的傳熱面積不同，總傳熱系數(shù)的數(shù)值也不同。顯然，選擇的傳熱面積不同，總傳熱系數(shù)的數(shù)值也不同。dQ=Ki(T-t)dAi=Ko(T-t)dAo=Km(T-t)dAm式中式中 Ki、Ko 、Km基于管內(nèi)表面積、外表面積、外表面平均面積基于管內(nèi)表面積、外表面積、外表面平均面積 的總傳熱系數(shù)，的總傳熱系數(shù)， w/（m2 ） Ai、Ao、Am換熱器內(nèi)表面積、外表面積、外表面平均面積，換熱器內(nèi)表面積、外表面積、外表面平均面積， m2 在工程大多以在工程大多以外表