輻射換熱習題PPT課件

1、 例1： 秋天的夜晚，天空晴朗，室外空氣溫度為2 C，太空背景輻射溫度約為3 K。有一塊鋼板面向太空，下面絕熱。如果板面和空氣之間對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為10 W/(m2 K)，試計算鋼板達到穩(wěn)態(tài)時的溫度。 解：假定鋼板的黑度為1，穩(wěn)態(tài)時溫度為t。 單位面積鋼板和空氣的對流換熱量： 單位面積鋼板和太空的輻射換熱量： 達到穩(wěn)態(tài)時，q1=q2 計算得 t = -20.9 C1102fqh ttt444842()1 5.67 102733sqTTt 第六節(jié) 輻射換熱第1頁/共11頁 例2： 在晴朗的夜晚，天空的有效輻射溫度可取為-70 C。假定無風且空氣與聚集在草上的露水間的對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為28

2、W/(m2 K)。試計算為防止產(chǎn)生霜凍，空氣必須有的最低溫度。計算時略去露水的蒸發(fā)作用，且草與地面間無導熱，取水的發(fā)射率為1.0。 解：為避免霜凍，必須滿足 露水溫度T10(273K) 。 經(jīng)計算可得 T空氣 =280.8K=7.8 C第六節(jié) 輻射換熱第2頁/共11頁 例3 ：有兩塊平行放置的大平板，板間距遠小于板的長度和寬度，溫度分別為400 C和50 C，表面發(fā)射率均為0.8，試計算兩塊平板間單位面積的輻射換熱量。 解：根據(jù)題意，A1=A2=A，X1,2=X2,1=1.0441212121,21212()111111bbEETTqA84421,25.67 10 (673323 )7343.

3、03W/m1110.80.8q第六節(jié) 輻射換熱第3頁/共11頁 例4：如果在上題中的兩塊平板之間放一塊表面發(fā)射率均為0.1的遮熱板3，而兩塊平板的溫度維持不變，試計算加遮熱板后這兩塊平板之間的輻射換熱量。 解：加入遮熱板后，有4個表面熱阻和2個空間熱阻組成。 單位面積的輻射熱阻： 空間輻射熱阻： 總熱阻： 輻射換熱量：25. 08 . 08 . 011113311 0.190.12211 0.80.250.8， 1,33,2111XX448442121,2()5.67 10 (673323 )537.3W/m20.5biTTqr0.25 12 9 1 0.2520.5ir 第六節(jié) 輻射換熱第4

4、頁/共11頁 例5：在四周墻壁溫度為38的房間內(nèi)，有一長6m、直徑為12.5cm的水平管道，管道的外壁溫度為150。房間內(nèi)的空氣溫度為20，壓力為1atm。若管道外壁表面的發(fā)射率 1=0.7，試計算該管道的總散熱損失？ 解：依題意：L=6m d=12.5cm=0.125m T1=Tw=150=423K T2=Ts=38=311K Tf =20=293K( p=1atm） A1= dL=2.356m2c1wf(Pr)mmmnNuC GrAhTT 自然對流 44r1112 1.0 01,212XAAATT cr229621194415 W 復合換熱= =對流換熱+ +輻射換熱第5頁/共11頁（co

5、mbined convection and radiation heat transfer） 最常見：最常見： 例：室內(nèi)的供暖管線、 暖氣片的散熱、 室外熱力管線的散熱、 人體表面的散熱等。第六節(jié) 輻射換熱第6頁/共11頁復合換熱中，兩種熱量傳遞方式是并聯(lián)的關系tcr ccwfh A TT rrwfh A TT 式中，hr習慣上稱為輻射換熱系數(shù)。tWfcrWfA AhhhTTTT 第六節(jié) 輻射換熱第7頁/共11頁輻射換熱系數(shù)的計算式44WsrWfTThTT44rWsATT rrwfhA TTv r根據(jù)固體表面及所處環(huán)境的特點進行計算。v當作為非凹表面的固體壁面位于溫度為Ts的大封閉空腔內(nèi)時， 如房間內(nèi)的熱水管線等v若環(huán)境輻射溫度Ts未知，在相差不大的情形下，可近似?。篢sTf 。第六節(jié) 輻射換熱第8頁/共11頁 是否考慮輻射換熱，應根據(jù)具體情況而定：是否考慮輻射換熱，應根據(jù)具體情況而定： 若流體是液體，通常認為液體是輻射不透明體，這時hr0； 若氣體與壁面間進行受迫對流傳熱，且換熱溫差不是很大