傳熱學(xué)第六章ppt課件(編輯修改稿)
2025-01-04 03:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ?灰體也是一種理想物體。 －－實際物體的輻射和吸收間的關(guān)系 圖 610 平行平板的輻射換熱 板相距很近，從一塊板發(fā)出的輻射全部 落到另一塊板上。 板 1為黑體表面： Eb、 Tb 板 2為無透射的任意表面 ： E、 A、 T 兩板間單位面積的輻射換熱量： bq E AE??當系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)時， ,0bT T q??bE EA ?把上述關(guān)系推廣 1212... bEE E EA A A? ? ? ?在熱平衡狀態(tài)下，任何實際物體的輻射力和吸收率之比 都相同，均等于同溫度下黑體的輻射力 。 與黑體 熱平衡的條件下才能成立 因為所有實際物體的吸收率總小于 1，所以在溫度相同時 黑體的輻射力最大。 (( , )A T T T??黑 體 ）） （在熱平衡的條件下 ， 任意物體 對黑體輻射的吸收率 恒等于 同溫度下該物體的黑度。在溫度相同的前提下，物體的 輻射力越大，其吸收率也越大。 對于灰體，由于其單色吸收率不隨波長變化，于是不論 投入輻射是否來自黑體： bE A E?又： bE AE ?又： (( , )A T T T??黑 體 ）） （黑度是自身的輻射特性，不因平衡與否而變化。所以不論 投入輻射是否來自黑體，也不論是否滿足熱平衡條件， 灰體 的吸收率恒等于其在同溫度下的黑度。 ()A T T??） （灰體的輻射和吸收的規(guī)律性與黑體完全相同，只是數(shù)量上有差別 1A A C?? ? ?bE A E? 黑體間的輻射換熱及角系數(shù) 角系數(shù) ： 表面 1發(fā)射的輻射能落到表面 2上去的百分數(shù)稱為 表面 1對表面 2的角系數(shù)，用符號 表示 ?圖 611 任意兩黑體間的輻射換熱 單位時間從表面 1發(fā)出而到達表面 2的輻射能 黑體 2，面積 F F2，溫度 T T2： 1 2 1 1 1 , 2bQ E F ?? ?單位時間從表面 2發(fā)出而到達表面 1的輻射能 2 1 2 2 2 ,1bQ E F ?? ?兩個表面都是黑體，所以落到表面上的 能量分別被它們?nèi)课?，兩個表面之 間的凈換熱量 1 2 1 1 1 , 2 2 2 2 , 1bbQ E F E F??? ??（ 624） 如果兩表面處于熱平衡狀態(tài)， 12TT?1 , 2 1 20, bbQ E E??1 1 , 2 2 2 ,1FF???角系數(shù)純系幾何因子，與物體性質(zhì)和溫度條件無關(guān)。所以， 當系統(tǒng)不處于熱平衡條件或為非黑體表面時，式（ 625） 亦同樣正確適用 （ 625） 把式（ 625）代入式（ 624），得 1 , 2 1 1 , 2 1 22 2 1 1 2()F ( ) WbbbbQ F E EEE??????，求黑體表面之間的輻射換熱問題就歸結(jié)為求角系數(shù)的問題 角系數(shù)線算圖 φ1,2 平行長方形間的平均角系數(shù) φ1,2 兩相互垂直且具有共同邊的長方 形間的角系數(shù) φ1,2 兩同軸平行圓盤間的角系數(shù) 角系數(shù)的代數(shù)分析法 1．角系數(shù)的相對性 ,i i j j j iFF???2．角系數(shù)的完整性 對于由 n個表面組成的封閉系統(tǒng)，從能量守恒原理可知： 1 , 1 1 , 2 1 , 3 1 , 1 ,1.. . 1nnii? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?? 為表面 1對自身的角系數(shù)，如果表面 1為凸面或平面， 則 1,1?1,1 0? ?用角系數(shù)的代數(shù)分析法 求 一個由三個凸面或平面組成的 封閉系統(tǒng)各面間的角系數(shù)。該系統(tǒng)在垂直于紙面方向有 足夠長，從兩端開口逸出的輻射能可以略去不計 。 圖 615 三個凸 （ 或平 ）表面組成的封閉系統(tǒng) 據(jù)角系數(shù)的完整性有： 1 , 2 1 , 3 1????2 ,1 2 , 3 1????3 ,1 3 , 2 1????根據(jù)角系數(shù)的相對性有 ： 1 1 , 2 2 2 ,1FF???1 1 , 3 3 3 ,1FF???2 2 , 3 3 3 , 2FF???聯(lián)立求解上述六元一次方程，即可分別求得未知的 6個角系數(shù) 1 2 3 1 2 31 , 21122F F F L L LFL?? ? ? ???例如 （ 629） 圖 616 兩表面間的角系數(shù) 利用式（ 629）求非封閉系統(tǒng)的角系數(shù) 作輔助線 ac、 bd、 bc、 ad 對于四邊形 1324，由角系數(shù)的完整性： φ 1， 1 ＋ φ 1， 2 ＋ φ 1， 3＋ φ 1， 4＝ 1 φ 1， 1 ＝ 0 φ 1， 2＝ 1－ φ 1， 3 － φ 1， 4 利用式（ 629），對三角形 135， 146 分別求出 φ 1， 3 、 φ 1， 4代如上式，則 1 , 2( ) ( )2b c a d a c b d
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