【正文】 1/A2 ? 1 于是 1 1 21 , 212()11 1bbA E E???????A1 A2 石油工程傳熱學 (3) 表面積 A1比表面積 A2小得多 (非凹小物體 )，且 X1,2＝ 1， 即 A1/A2 ? 0 于是 (4)黑體 1 , 2 1 1 1 2()bbA E E?? ? ?121 , 21 1 , 21bbEEAX???A1 A2 T1 T2 石油工程傳熱學 例題：某房間吊裝一水銀溫度計讀數(shù)為 15℃ ， 已知溫度計頭部發(fā)射率 （ 黑度 ） 為 ， 頭部與室內(nèi)空氣間的對流換熱系數(shù)為 20W/()， 墻表面溫度為 10℃ ， 求該溫度計的測量誤差 。 如何減小測量誤差 ？ 解： 由題意可知，這是一個小面積對大面積的輻射問題（包容壁面輻射），且輻射換熱量與對流換熱量遵守能量守恒： 12( ) ( )b b f wA E E h A t t? ? ? ? ? 石油工程傳熱學 ? ℃ 41bwET??8 4 40 . 9 5 . 6 7 1 0 ( 2 7 3 1 5 ) ( 2 7 3 1 0 ) 2 0 ( 1 5 )ft? ??? ? ? ? ? ? ???439。2b wET??1 6 .2 1 5 1 0 0 % 7 .4 %1 6 .2? ?? 石油工程傳熱學 欲使 Φ1,2↓ ，途徑有三 : 1 1 21 , 212()111bbA E E??????? ① 改變表面溫度 ② 改變表面黑度（發(fā)射率） ③ 加遮擋板。 三、遮擋板 兩個相互靠近無限大平行平板 石油工程傳熱學 所謂 遮熱板 ， 是指插入兩個輻射換熱表面之間以削弱輻射換熱的薄板 ， 其實插入遮熱板相當于降低了表面發(fā)射率 。 本節(jié)主要討論這種削弱輻射換熱的方式 。 遮熱板 一般采用薄金屬板制成，① λ 大 。② ε 小 加遮擋板后： A1=A2=A3， X1,3=X3,2=X1,2=1 石油工程傳熱學 顯然， 有 1層遮擋板時（ 遮擋板左右側(cè)發(fā)射率相同 ）： 1 , 3 , 2 1 , 3 3 , 2 1 , 2?? ? ? ? ? ? ?遮熱板 1 1 21 , 23121 3 2()1111 2 1bbA E E???? ? ????????? ? ? ?1,2 1,2?? ? ?① 與沒有插入時相比，加遮擋板后增加了 3個熱阻（兩個表面輻射熱阻，一個空間輻射熱阻），從而使插入后傳熱量減小。 石油工程傳熱學 1bE 1J 2J 2bE1111A???1 1,21AX2221A???無遮擋板時 輻射換熱網(wǎng)絡圖 加遮擋板時 輻射換熱網(wǎng)絡圖 1bE 1J 31J 3bE1111A???1 1,31AX2221A???2bE32J 2J3 3,21AX3331A???3331A??? 石油工程傳熱學 ③ 由于插入遮擋板后總熱阻不變 ， 無論遮擋板靠近板 1還是板 2， 換熱量不變 ， 與距離無關(guān) 。 ② 當 時，插入 n塊發(fā)射率相同的遮擋板有 。實際上遮擋板的發(fā)射率遠小于兩板的發(fā)射率，降低效果更加明顯。 1 2 3? ? ?? ? ?1 , 2 1 , 211n?? ? ??④ 若遮擋板左右側(cè)發(fā)射率不同 ， 插入遮擋板后 ， 總熱阻不變 ， 這時改變左右放置位置換熱量不變 ， 但側(cè)面的溫度會不同 。 石油工程傳熱學 例題： 有一環(huán)空管道 ， 內(nèi)管外直徑為 d1=， 溫度 t1=480℃ ， 發(fā)射率 ε1=， 外管內(nèi)直徑 d2=，溫度 t2=200℃ ， 發(fā)射率 ε2=， 環(huán)空中為透明氣體 ，為使二管之間的熱損失減少一半 ， 需加一遮擋屏 ，此屏的直徑為 d3=。 求遮擋屏的發(fā)射率 （ 假設(shè)左右側(cè)面相等 ） 及溫度 。 石油工程傳熱學 解： 加遮擋屏后的輻射網(wǎng)絡圖為： 1bE 1J 31J 3bE1111A???1 1,31AX2221A???2bE32J 2J3 3,21AX3331A???3331A???121 , 2bbiEER??????121 , 2bbiEER????1 , 2 1 , 212?? ? ?2iiRR? ???使 則 石油工程傳熱學 31 2 1 21 1 1 1 , 2 2 2 1 1 1 1 , 3 3 3 3 3 , 2 2 211 1 1 11 1 122A A X A A A X A A X A?? ? ? ?? ? ? ? ??? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?????11A d l?? 22A d l?? 33A d l??1 , 2 3 , 2 1 , 3 1X X X? ? ?3121 1 1 2 2 3 3 3111 11 2d d d d d???? ? ????? ? ? ? ?3311 0 . 8 1 1 0 . 6 120 . 8 0 . 1 0 . 1 0 . 6 0 . 3 0 . 1 5 0 . 1 5?????? ? ? ? ??? 3? ? 石油工程傳熱學 1 2 1 31 2 311 1 1 2 2 1 1 1 3 321 1 11 1 1b b b bE E E EA A A A A A? ? ???? ???? ?? ? ???? ??44443753753 473 21 1 1 1 1 1 8 8 5T?? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?3 K ?? ℃ 石油工程傳熱學 四、多表面系統(tǒng)輻射換熱的計算 這種把輻射熱阻比擬成等效的電阻從而通過等效的網(wǎng)絡圖來求解輻射換熱的方法成為輻射換熱的 網(wǎng)絡法 。 若表面與其他表面未組成封閉系統(tǒng) ， 則用假想表面構(gòu)成封閉系統(tǒng) 。 穿過假想面得輻射能進入周圍環(huán)境中 ， 幾乎不通過假想面返回系統(tǒng)中 ， 所以假想面一般被認為是環(huán)境溫度的黑體 。 石油工程傳熱學 應用網(wǎng)絡法求解多表面封閉系統(tǒng)輻射換熱問題的 步驟 ： （ 1）分析灰體表面是否封閉，否則構(gòu)成假想面封閉系統(tǒng)； （ 2）分析表面間的輻射換熱； （ 3）畫出等效的網(wǎng)絡圖； （ 4）根據(jù)基爾霍夫定律列出節(jié)點的電流方程； （ 5）求節(jié)點方程組； （ 6）計算 J及個表面的總輻射傳熱量。 石油工程傳熱學 以圖（ a）所示的三表面的輻射換熱問題為例畫出圖（ b）的等效網(wǎng)絡圖 (a)由三個表面組成的封閉系統(tǒng) (b)三表面封閉腔的等效網(wǎng)絡圖 石油工程傳熱學 1 1 3 12111 1 , 2 1 1 , 3112 2 3 21222 2 , 1 2 2 , 3223 3 1 3 2 333 3 , 1 2 2 , 31301 1 101 1 101 1 1bbbE J J JJJA X A XAE J J JJJA X A XAE J J J J JA X A XA???????????? ? ? ?????????? ? ??????? ? ??? ? ????? 由基爾霍夫定律，可以寫出以 J J J3為節(jié)點的熱流方程： 石油工程傳熱學 有一個表面為黑體。 黑體的表面熱阻為零 。其網(wǎng)絡圖 黑體情況 石油工程傳熱學 重輻射面 (絕熱表面 ) 該表面的凈換熱量為零 。 表面 1輻射到絕熱面得能量中 ，一部分反射 ， 另一部分被吸收后再輻射出去 。 從而改變了能量的分配 。 能量看：重輻射面可看作白體 溫度看：重輻射面可看作黑體 重輻射面 ≠ 白體 重輻射面 ≠ 黑體 絕熱表面 石油工程傳熱學 本章作業(yè) 51， 57 58， 511， 512 513， 517， 521， 523