§9-2 灰表面间的辐射换热概述

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考察表面温度均匀表面1（如图8-8所示）。根据有效辐 射的定义，表面1的有效辐射有如下表达式：
J1 E1 1G1 1Eb1 (1 1 )G1
在表面外能感受到的表面辐射 就是有效辐射，它也是用辐射探 测仪能测量到的单位表面积上的 辐射功率 W / m2 。
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二、两灰表面组成的封闭腔的辐射换热
两个物体组成的辐射换热系统
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下面来分析两个等温漫灰表面封闭系统内的辐射换热 情况。如图所示，两个表面的净换热量为：
1,2 A 1 J1 X1,2 A 2 J 2 X 2,1
E b1 J 1 1 Φ1 A1 ( E b1 J 1 ) 1 1 1 1 1 A1
1 1 1 A1
称之为表面热阻。
注意：式中的各个量均是对同一表面而言的，而且以 向外界的净放热量为正值。
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建筑环境与设备工程专业主干课程之一 !
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传热学
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第九章 辐射换热的计算
Chapter9 The Calculation of Radiation Heat Transfer
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两个特殊情形：
表面1为凸面或平面，此时，X1,2＝1，于是 1 1 s s 1 A1 1 A1 1 1 1 X 1, 2 1 X 1, 2 1 1 A A2 2 1 2 2 1 (1) 表面积A1比表面积A2小得多，即A1/A2 0 于是:
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将
(b)、(c)、(d)代入(a)得
1, 2
1 1 1 A1
Eb1 Eb 2 1 2 1 A X 2 A2 1 1, 2
J1
J2
Eb1
1 1 1 A1
Eb 2
有效辐射示意图
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从表面1外部来观察，其能量收支差额应等于有效辐射 J 1 与投入辐射 G1 之差，即：
q J1 G1 E1 1G1 1Eb1 1G1
1 A1 X 1,2
1 2 2 A2
两封闭表面间的辐射换热网络图
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若以 A1 为计算面积，上式可改写为：
1, 2 A1 ( Eb1 Eb 2 ) A1 1 1 1 1 1 1 X 1,2 A2 2
A1
A1 ( Eb1 Eb2 ) 1,2 1 1 A1 1 1 1 1 X 1,2 A2 2
1 s 1 1 1 1 2
A2
s A b (T T )
4 4
Heat Transfer

A1 X1,2 ( Eb1 Eb 2 ) 1 1 1 X1,2 1 X 2,1 1 1 2
s A1 X1,2 (Eb1 Eb2 )
定义系统黑度(或称为系统发射率)
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因为
J
(a)

E 1 1 q Eb ( 1)q


1 J1 A1 A1Eb1 1 1,2 1 1 J 2 A2 A2 Eb 2 1 2,1 2
根据能量守恒有
(b)
(c) (d)
Heat Transfer
1,2 2,1
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(2) 空腔与内包壁间的辐射换热
A1 ( Eb1 Eb 2 ) 1,2 1 A1 1 1 1 A2 2
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§ 9-2 灰表面间的辐射换热 一、有效辐射
1、投入辐射：单位时间内投射到单位面积上 的总辐射能，记为G。 2、有效辐射：单位时间内离开单位面积 的总辐射能为该表面的有效辐射，记 为J。 自身射辐射E
有效辐射
投入辐射 G 被反射辐射的部 分 G
有效辐射示意图
1 1 表面的反射比，可表示成：
s 1
1 1 1
(2) 表面积A1与表面积A2相当，即A1/A2 1 于是:
s
1
2
1
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举例 (1) 两平行平壁间的辐射换热
A1 A2 A 且 X1， 2 X 2， 1
J1 E1 (1 )G1
从表面内部观察，该 表面与外界的辐射换热量 应为：
q E1 1G1
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上两式联立，消去G1，得到J与表面净 辐射换热量之间的关系: