化工原理第五章第五节讲稿.ppt

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化工原理-5章气体吸收

液两相的浓度呈连续变化。如填
溶剂
料塔。
溶剂
规整填料
散装填料
塑料丝网波纹填料塑料鲍尔环填料
级式接触：气、液两相逐级接触传质，两相的组成呈阶跃变化。如板式塔。
气体
气体
a 微分接触
b 级式接触
图9-2 填料塔和板式塔
5.1.3 吸收操作的分类
物理吸收：吸收过程溶质与溶剂不发生显著的化学反应。如用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸收芳烃等。
硫回收
低温甲醇洗
甲醇醋酸
CO分离
醋酐
低温甲醇洗装置
原气料体器气热I/交合换成新醇鲜储甲槽锅冷炉却给器水
原料气冷却器
补充泵
洗氨器原料气体/热合交成换气器
原料气 /交废换气器热
地下废液罐
地下吸收器废液泵
II
C02 甲醇级间冷却器
H进2料S-冷吸却收器器
合成气原料气
原凝物料气冷
yA 1 yA
KmolA/ KmolB
在计算比质量分数或比摩尔分数的数值时，通常以在操作中不转移到另一相的组分作为 B组分。在吸收中，B组分是指吸收剂或惰性气，A组分是指吸收质.
2．质量浓度与物质的量浓度
质量浓度是指单位体积混合物内所含物质的质量。对于A组分,有
A
mA V
kg / m3
对于气体混合物，在压强不太高、温度不太低的情况下，可视为理
EM s 83.318
第八章吸收
三、吸收平衡线
表明吸收过程中气、液相平衡关系的图线称吸收平衡线。在吸收操作中，通常用图来表示。
吸收平衡线
YA
1
mX A (1 m) X

化工原理第五章

（5）溶剂的汽化需要吸收能量，热源耗量很大，如何利用二次蒸气，节能降耗，是蒸发操作的关键。
第一节概述
二、蒸发操作的分类
（1）按操作的压力分类，可分为常压、加压或减压（即真空）蒸发。常压操作时，一般采用敞口设备，二次蒸发直接排到大气中，所用的设备和工艺条件都较为简单。采用加压蒸发主要是为了提高二次蒸气的温度，以提高传热的利用率。同时，可使溶液黏度降低，改善传热效果。另外，某些蒸发过程需要与前、后生产过程的外部压强相匹配，如丙烷萃取脱沥青需要在2.8~3.9 MPa下进行，宜采用加压蒸发。工业上应用较多的是真空蒸发，在冷凝器后连有真空泵，在负压下将被冷凝的水排出。
第一节概述
图5-1 1.加热室 2.分离室 3.混合冷凝室 4.分离器
第二节单效蒸发及其计算
一、溶液的沸点和温度差损失
前已述及蒸发是间壁两侧均有相变的恒温传热过程，其
传热的平均温度差Δt为加热蒸气的温度T与溶液的沸点t之间的
差值，即
Δt=T-t
(5-1)
Δt称为有效温度差，二次蒸气的温度T′往往小于溶液的
温度差损失）， ℃；
Δ′——操作压强下由于溶液蒸气压下降而引起的沸点升高， ℃；
F——校正系数，无因次，其经验计算式为
式中 T′——操作压强下二次蒸气的温度， ℃； r′——操作压力下水的汽化热，kJ/kg。
第二节单效蒸发及其计算
2. 按杜林规则计算
杜林规则说明溶液的沸点和同压强下标准溶液沸点间呈线性关系。由于容易获得纯水在各种压强下的沸点，故一般选用纯水作为标准溶液。只要知道溶液和水在两个不同压强下的沸点，以溶液沸点为纵坐标，以水的沸点为横坐标，在直角坐标图上标绘相对应的沸点值即可得到一条直线（称为杜林直线）。由此直线就可求得该溶液在其他压强下的沸点。图5-2是由试验测定的不同组成的 NaOH水溶液的沸点与对应压力下纯水沸点的关系线图，已知任意压力下水的沸点，可由图查出不同浓度下NaOH的沸点。

化工原理讲稿-应化第五章传热3

第五节两流体间的传热计算三、传热速率方程式
① 热流体与壁面的对流传热； ② 管壁的导热； ③ 管壁与冷流体侧的对流传热。
第五节两流体间的传热计算
在逆流套管换热器中取微元管段dl进行分析：
热流体对管内壁的对流传热速率：
d1Q idi(A TT w )
管内壁至管外壁的导热速率：
dQ 2
总传热系数K W/(m2·K) 12~60 800~1800 350左右 280~850 12~35 1400~4700 30~300 60~350 290~870
第五节两流体间的传热计算
⒉实验测定：
通过实验测定现有换热器的流体流量和温度，再由传热基本
方程计算 K 值：
Ko

Ao
Q tm
实验测定的 K 值较为可靠。实测 K 值的方法不仅是为了在缺乏工业实验数据时提供设计依据，而且还可以借助实测的 K 值判断换热器的工作状况，从而寻求强化传热的措施。
K 1 o1 id d o i R sid d o i d do mR so 1 o K 1 i 1 iR sid d m i R so d d o i 1 od d o i
第五节两流体间的传热计算
污垢热阻的大致数值
流体种类
水(u<1m/s, t<50℃) 海水河水井水蒸馏水锅炉给水未处理的凉水塔用水经处理的凉水塔用水多泥沙的水盐水
Rsi
ddoi
1 0.610-32.510325(0.510-31)25
5600
22.545
50 20
0.026426Km W1
K o3.7 78m W 2K 1
% K 'oK o3.7 83.5 7 30.67 % 5

化工原理第三版第五章吸收精品PPT课件

E小的，溶解度大，易溶气体
3）E的来源：实验测得；查手册
15
（二）亨利定律其它形式
1）pA*
cA H
H——溶解度系数， kmol/（m3·kPa）
cA——摩尔浓度，kmol/m3；
H与E的关系：
p
* A
cA H
c c
c H
x
E c H
16
c
S
M L M S (1 x) M A x M S
（一）亨利定律
总压不高时，在一定温度下，稀溶液上方气相中溶质的平衡分压与溶质在液相中的摩尔分数成正比，其比例系数为亨利系数。
pA* Ex
14
p
* A
——溶质在气相中的平衡分压，kPa；
x——溶质在液相中的摩尔分数；
E——亨利常数，单位同压强单位。
讨论： 1）E的影响因素：溶质、溶剂、T
物系一定，T E 2）E大的，溶解度小，难溶气体
D'c kL zLcBm
液相传质速率方程有以下几种形式：
N A kL (cAi cAL ) NA kx (xi x)
45
kL——以液相组成摩尔浓度表示推动力的液膜传质系数，kmol/（m2·s·kmol/m3）；
k x——以液相组成摩尔分率表示推动力的液膜传质系数，kmol/（m2·s）；
（1）分离混合气体以获得一定的组分。
（2）除去有害组分以净化或精制气体。（3）制备某种气体的溶液。（4）工业废气的治理。吸收的依据混合物各组分在某种溶剂中溶解度的差异。
3
二、吸收过程与设备
4
脱苯煤气含苯煤气
冷却器加热器
洗油吸收与解吸流程
苯水过热蒸汽
5

化工原理第四版课件(第五章吸收)

第五章：吸收概述气液相平衡吸收过程的传质速率吸收塔的计算填料塔第一节：概述一、吸收吸收的定义：吸收是利用气态均相混合物中各组分在吸收剂中溶解度的差异来实现分离的单元操作。

吸收的目的：I.回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品II.除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便进一步加工处理III.除去工业放空尾气中的有害气体，以免环境污染。

二、工业吸收了解工业生产中吸收及解吸过程、所需条件和典型设备例子工业上从合成氨原料混合气体中回收CO2乙醇胺脱硫法•需要解决的问题1.选择合适的溶剂2.提供适当的传质设备3.溶剂的再生三、溶剂的选择1.对溶质较大的溶解度；2.良好的选择性；3.温度变化的敏感性；4.蒸汽压要低；5.良好的化学稳定性；6.较低的黏度且不易生泡；7.廉价、无毒、易得、不易燃烧等经济和安全条件。

四、吸收的分类按有无化学反应：物理吸收和化学吸收按溶质气体的浓度：低浓度和高浓度吸收按溶质气体组分的数目：单组分和多组分吸收按有无热效应：等温和非等温吸收本章只讨论低浓度、单组分、等温的物理吸收过程。

五、吸收操作的经济性（费用）气液两相流经设备的能量损耗；溶剂的挥发及变质损失；溶剂的再生费用。

√六、吸收设备第二节：气液相平衡一、平衡溶解度恒温、恒压下，相互接触的气液两相的浓度不变时，气液两相之间的浓度关系。

气液两相组成的浓度分别用物质的摩尔分数来表示，即y= n i /Σn y 、x= n i /Σn x：气液两相中惰性组分的量不变,溶质与惰性组分摩尔比。

yy Y −=1xx X −=11.气体的溶解度气体在溶液中的溶解平衡是一个动态平衡，该平衡的存在是有条件的；平衡时气相中溶质的分压——平衡分压（或饱和分压），液相中溶质的浓度——平衡浓度（或饱和浓度），也即是气体在溶液中的溶解度；气体的溶解度是一定条件下吸收进行的极限程度；温度和压力对吸收操作有重要的影响；加压和降温对吸收有利；升温和降压对解吸有利。

化工原理第05章02-25页PPT资料

qV=A底utmin 影响因素分析 ①与沉降面积成正比,与高度无关
②若小颗粒在斯托克斯区沉降，则
qV A底d2pmi(n18p)g
t↑,μ气↑,气体先除尘后加热比先加热后除尘好。 ③当dp<dpmin时,若在斯区沉降
i uutmt inddpmp in2
设计型计算：已知：qV,要100%除去的dpmin 求：A
5.3 沉降分离设备 5.3.1 重力降尘室假设：①入口气体均布 ②固体颗粒与气体同速前进 ③入口固体颗粒均布
u qV BH
气体停留时间 L LBH
u qV
颗粒沉降距离 sut LqBV Hut
除尘效率 C进 C出
C进
粒级效率i
C进i C出i C进i
全部除去的最小颗粒dpmin 降尘室的处理能力
ut是颗粒与流体的综合特性。 ut采用了极限处理方法
（2）加速过程的地位是否重要, 要予以判断大颗粒，加速时间长，走过距离长, 几乎一直在加速。小颗粒，加速时间短，走过距离短, 加速段可忽略。
例1 斯托克斯区加速段
由
π π π u 2 π d u
d 3 g d 3 g d 2 d 3
和 4dp(3put2)g
恰当组合，消去待求变量
组成新判据
ζRe2可消去ut ζ/Re2可消去dp
例2 斯托克斯区判据值
Re<2, 由 24 得 ζ>12
Re
则 ζRe2 <48, ζ/Re2 >6
5.2.5 实际沉降
（1）群体颗粒相互干扰,
器壁干扰
（2）分子运动
dp太小(<0.5μm)，与分子自由程可比，黏度不再适用。
试求：①可被100%除下的最小粒径；

化工原理课件第五章吸收

η=
被吸收的溶质量进塔气体的溶质量
Y1 Y 2 Y1
Y2=Y1(1-η)
qn,v Y1 Y2 条件所规定
X2 一般为吸收工艺
qn ,l ,m qn,v
Y1 Y2 X1* X 2
Y1 Y2
Y1 m
X
2
qn,l=（1.1～1.5）qn,l,m
2020/7/16
16
5-14 填料层高度的计算
溶解度随温度和溶质气体的分压不同而不同，平衡时溶质在气相中的分压称为平衡分压。溶质组分在两相中的组成服从相平衡关系。
加压和降温有利于吸收操作，反之，升温和减压对解吸有利。但加压、减压费用太高一般不采用。
2020/7/16
6
５－２亨利定律
亨利定律
当总压不高（一般小于500KPa）时，在一定温度下，稀溶液上方气相中溶质的平衡分压与其在液相中的浓度之间存在着如下的关系：
一、填料层高度的基本计算式
填料层高度计算涉及物料衡算、传质速率和相平衡关系。我们前面介绍的所有传质速率方程都适用于稳定操作的吸收塔中的"某一横截面",而不能用于全塔。
该微元内，吸收质的传递量dG为：
dG qn,vdY qn,ldX
由吸收速率方程可知，该微元内，气相
和液相吸收质的变化量dG为：
在相内（气相或液相）传质方式包括分子扩散和湍流扩散。
分子扩散：当流体内部某一组分存在浓度差时，因微观的分子热运动使组分从浓度高处传递到较低处，这种现象称为分子扩散。
湍流扩散：当流体流动或搅拌时，由于流体质点的宏观运动
（湍流），使组分从浓度高处向低处移动，这种现象称为湍
流扩散。在湍流状态下，流体内部产生旋涡，故又称为涡流

化工原理第五章讲稿

2019/11/30
二次蒸气 5
料液
加热蒸气 1 2
4
3
1-外壳； 2-加热室； 3-中央循环管； 4-蒸发室； 5-除沫器
冷凝水
完成液
中央循环管式蒸发器
② 悬筐式蒸发器优点：循环速度可稍大、易于检修、热损失较小；缺点：结构复杂、单位传热面的金属消耗量大；适用：易结晶、结垢溶液的蒸发。
三、蒸发器的生产能力和生产强度
2019/11/30
1、溶液的沸点和温度差损失蒸发器中的传热温差： Δtm =（Ts - t）加热蒸汽的温度： Ts（若为150 ℃ ）蒸发室的压力为1atm而蒸发的又是水： t = T =100℃ 此时的传热温差最大，用ΔtT表示：
tT T s T 1 5 10 0 500
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2019/11/30
② 降膜式蒸发器优点：传热系数较高，与升膜相比，可以蒸发浓度较高的溶液，对粘度较大的物料也能适用。缺点：结构较复杂。
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5.1.2 蒸发器的辅助装置
除沫器：利用液体的惯性使气液分离，以除去液沫。
(FW)cp1Fp0cWpwc
给定条件：S，K， x0，t0 ，x1， p0， pk 计算目的：核算蒸发器的处理能力F和加热蒸汽用量D。
或已知： S ，F ， x0，t0 ，x1 ， p0， pk 计算目的：反算蒸发器的K并求D。
2019/11/
5.2.3、蒸发器的生产能力与生产强度
• （1）物料衡算
•
溶质在蒸发过程中不挥发，且蒸发过程是个定态过程，
单位时间进入和离开蒸发器的量相等，即
式中 i 管内溶液沸腾的对热流系传数W ，/(m2 ℃） 0 管外蒸汽冷凝对流系传数热，

化工原理(第五章传热第五节)

吉首大学
流体在管束外横掠流动
化工原理由于各排的给热系数不同，则整个管束的平均给热系数应按下式求出： a1A1+ a2A2 + a3A3 + … am = A1+A2 + A3 + … 式中：A1、A2、A3……分别为第一排，第二排，第三排…… 的传热面积； a1 、 a2 、 a3……分别为第一排，第二排，第三排…… 的传热系数。
d A2 π d 2dl d 2 = = d Am π d mdl d m
吉首大学
1 = d2 ＋ b d2 ＋ 1 a2 a1 d1 λ dm K2
当间壁为平壁，或管壁很薄或管径较大时，dA1 、dA2 、dAm 和 dA 相等或近似相等，则： 1 = 1 ＋ b ＋ 1 a2 a1 λ K2
Q QR
Q A + QR + QD = Q Q A QR QD + + =1 Q Q Q
QA
吉首大学
QD
A+ R + D =1
A、R 和 D 分别为物体吸收率、反射率和透过率。单色吸收率、反射率和透过率
a(λ , T ) + r (λ , T ) + d (λ , T ) = 1
基本概念
化工原理黑体(绝对黑体)：能将辐射能全部吸收的物体，即 A=1, R=D=0。自然界中并不存在绝对黑体，例如没有光泽的黑墨表面，其吸收率 A=0.96~0.98，定义黑体的目的是为了在计算中确定一个比较的标准。镜体(绝对白体)：能将辐射能全部反射的物体，即 R=1, A=D=0。自然界中也不存在绝对镜体，例如表面抛光的铜，其反射率 R=0.97。 0.97 透热体：辐射能全部透过的物体，即D=1, A=R=0。例如对称双原子气体 O2、N2、H2 等都是透热体。灰体：能够以相等的吸收率吸收所有波长辐射能的物体。灰体也是理想物体，其特点为：吸收率 A 与波长无关；为不透热体 (A+R=1)。工业上常见的固体材料均可视为灰体。

华南理工大学化工原理课件化工原理第五章蒸馏

0
第二节双组分溶液的气液相平衡
2.双组分理想溶液的相平衡关系设总压为P,对于A、B双组分理想溶液,由拉乌尔定律有： PA=P0AxA ,PB=P0BxB=P0B(1-xA) 据道尔顿分压定律有： P=PA+PB=P0AxA+ P0B(1-xA) 0 p pB p f B (t ) x 联立即有: A PA0 PB0 f A (t ) f B (t ) (5-3) 该式称为泡点方程,表示液相组成与泡点温度的关系,由此可确定t-x相图。又设yA为与液相组成 xA相平衡的蒸气中A组分的摩尔分率， 0 p p x f (t ) p f B (t ) yA A A A A 则有： (5-4) p p p f A (t ) f B (t ) 该式称为露点方程,表示气相组成与露点温度的关系,由此可确定t-y相图。式(5-3)及式(5-4)总称为双组分理想溶液的相平衡关系, 联立即可确定t-x-y相图及y-x相图。
图5-4苯-甲苯物系t-x-y图
第二节双组分溶液的气液相平衡
该图可描述如下：即在恒定总压下，若将温度为 t1 组成为 x （图中的A点所示）的苯－甲苯混合液加热，当温度达到 t（ 2 J点）时，溶液开始沸腾，产生第一个气泡，其组成为C点对应组成y1，相应的温度 t 2 称为泡点，因此饱和液体线又称为泡点线。同样，若将温度t 4为组成为（B点）的过热蒸汽冷却，当温度达到 t 3 （H点）时，混合汽体开始冷凝产生第一滴液滴，其组成为Q点对应组成 x1 ，相应的温度 t 3 称为露点，因此饱和蒸汽线又称为露点线。当升温使混合液的总组成与温度位于汽液共存区点K时，则物系被分成互呈平衡的汽液两相，其液相和汽相组成分别由 L、G两点所对应横坐标得到。两相的量由杠杆规则确定。由图5-4可见，当汽液两相达到平衡时，两相的温度相同, 但汽相中苯（易挥发组分）的组成y大于液相组成x。当汽液两相组成相同时，则汽相露点总时大于液相的泡点。附杠杆规则为：液相量/气相量＝KG/KL

化工原理讲稿传质系数和传质理论

b-─与温度有关的常数，见P69表9-3
适用条件： (1)气体的空塔质量流速G为 320-4150kg/(m2h) (2)液体的空塔质量流速W为 4400-58500 kg/(m2h)； (3)直径为25mm的环形填料。
第五节传质系数和传质理论
3.传质系数的准数关联式 (1) 计算气相传质系数的准数关联式
m2/m3，为填料层的空隙率m3/m3）；
U0 -─气体在填料空隙中的实际流速，u0=u/（u为空塔气速m/s）；
第五节传质系数和传质理论
(2)计算液相传质系数的准数关联式
Sh L 0.000595 Re L 0.67 Sc L 0.33 Ga 0.33
液相舍伍德准数
Sh L
kL
cSm c
传质系数和传质理论
一、传质系数二、传质理论
第五节传质系数和传质理论
一、传质系数传质系数的影响因素 ➢物系的性质 ➢填料的结构 ➢操作条件传质系数的来源
➢实验测定 ➢经验公式 ➢准数关联式
第五节传质系数和传质理论
1.传质系数的实验测定由填料层高度计算式：
h V Yb Ya KY a Ym
➢ 由此理论所得的传质系数计算式形式简单，但等效膜层厚度 1 和 2 以及界面上浓度 pi 和 Ci 都难以确定；
➢ 双膜理论存在着很大的局限性，例如对具有自由相界面或高度湍动的两流体间的传质体系，相界面是不稳定的，因此界面两侧存在稳定的等效膜层以及物质以分子扩散方式通过此两膜层的假设都难以成立；
➢ 该理论提出的双阻力概念，即认为传质阻力集中在相接触的两流体相中，而界面阻力可忽略不计的概念，在传质过程的计算中得到了广泛承认，仍是传质过程及设备设计的依据；
第五节传质系数和传质理论

化工原理第五章第五节

2013-1-7
2013-1-7
3.增大传质面积A
传质面积即为气液相间的接触面积。传质面积的形式有
两种方式：一种是使气体以小气泡状分散在液层中，另一种是使液体以液膜或液滴状分散在气流中，实际设备操作中这两种情况不是截然分开的。显然，要增大传质面积，必须设法增大气体或液体的分散度。
总之，强化吸收操作过程要权衡得失，综合考虑，得到经济而合理的方案。
（1）拉西环拉西环是最早的一种填料，为外径与高度相
等的空心圆柱体，如图所示，它是具有内外表面的环状实壁填料。
拉西环
拉西环形状简单，制造容易，但当拉西环横卧放置时，内表层不易被液体润湿且气体不能通过，而且彼此容易重叠，使部分表面互相屏蔽，因而气液有效接触面积降低，流体阻力增大。
2013-1-7
要增大吸收系数，必须设法降低吸收总阻力，而总阻力是气膜阻力
和液膜阻力之和。对不同的吸收过程，此二膜阻力对总阻力有不同程度的影响。所以，要降低总阻力，必须有针对性地降低气膜阻力或液膜阻
力。
易溶气体属于气膜控制，难溶气体属于液膜控制。在一定的操作条件下，一般降低吸收阻力的措施是增大流体速度及改进设备结构以增大流体的湍动程度，从而增强扩散过程中的涡流扩散效果。
第
五章吸收
一、填料塔的结构及填料性能二、气液两相在填料
第五节填料塔
层内的流动
三、塔径的计算四、填料塔的附件
2013-1-7
一、填料塔的结构及填料性能
（一）、填料塔的构造
填料塔由塔体、填料、液体分布装置、填料压板，填料支承装置、液体再分布装置等构成，如图5-26所示。填料塔操作时，液体自塔上部进入，通过液体分布器均匀喷洒在塔截面上并沿填料表面成膜状流下。经填料支承装置由塔下部排出。

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第四章传热
第五节辐射传热
一、基本概念和定律二、两固体间的辐射传热三、对流和辐射的联合传热
2020/4/2
一、基本概念和定律
1、热辐射
热辐射：物体因热的原因发出辐射能的过程称为热辐射辐射传热：不同物体间相互辐射和吸收能量的综合过程
2、热射线
热射线：可见光线和红外光线统称为热射线 •服从反射定律和折射定律 •能在均一介质中作直线传播 •在真空和大多数的气体（惰性气体和对称的双原子气体）中热射线可以完全透过
灰体的辐射能力E ：
E C
T
4
100
C：灰体的辐射系数，取决于物体性质、表面情况和温度。
2020/4/2
黑度（发射率）：同一温度下，灰体的辐射能力与黑体辐射能力的比值
E
Eb
E
Eb
C0
T 100
4
6、克希霍夫定律
E1 A1Eb
E1 A1
Eb
A1
2020/4/2
E A
E1 A1
E2 A2
q12
C12
T1 100
4
T2
4
100
C12
1
C0 1
1
1
1 1
1
1 2
C1 C2 C0
C1-2——总辐射系数
2020/4/2
∴在面积均为S相距很小的平行面间的辐射传热速率为：
Q12
C12
S
T1 100
4
T2 100
4
当两平行壁面间距离与表面积相比不是很小时，辐射传热速率应写为：
2020/4/2
3、热辐射对物体的作用
QA QR QD Q
Q
N
QR
QA QR QD 1 QQQ
QA
ARD 1
QD A=QA/Q ——物体的吸收率
R=QR/Q ——物体的反射率
D=QD/Q ——物体的透过率
2020/4/2
4、黑体、镜体、透热体和灰体
黑体（绝对黑体）：能全部吸收辐射能的物体，即A=1的物体镜体（绝对白体）：能全部反射辐射能的物体，即R=1的物体透热体：能透过全部辐射能的物体，即D=1的物体灰体：能够以相等的吸收率吸收所有波长辐射能的物体灰体的特点：
E dE
lim
E
0 d
2020/4/2
E 0 E d
绝对黑体的单色辐射能力Ebλ随波长的变化的规律：
Eb
C15
C2
e
T
1
1 Βιβλιοθήκη 2020/4/2•当λ=0时，单色发射能力Ebλ均等于零； •波长增加时，单色发射能力也随之增加，达到一最高
值后， Ebλ又随λ的增加而减小； •λ=∞时，又回到零。
Eb
——克希霍夫定律
一切物体的辐射能力与其吸收率的比值均相等，且等于
同温度下的绝对黑体的辐射能力，其值只与温度有关。
E Eb
A E
Eb
•在同一温度下，物体的吸收率和黑度在数值上相等。
•ε表示灰体辐射能力占黑体辐射能力的分数
•A为外界投射来的辐射能被物体吸收的分数
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二、两固体间的相互辐射
Ci2 C0i 5.67 0.11 0.624W /(m2 K 4)
1
Qi2
0.624 9[( Ti )4 100
黑体的辐射能力
Eb
0
Eb d
0
C15
c2
d
e T 1
0T
4
C0
T 100
4
——斯蒂芬---波尔茨曼定律
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0 : 黑体的辐射常数或斯蒂芬---波尔茨曼常数
0 5.669108 W/m2 K4
C0 : 黑体的辐射系数 C0 0 108 5.669W/m2 K4
绝对黑体的辐射能力和绝对温度的四次方成正比。
E2 R2 E1 1 R1R2
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q12 E1'E2 '
E1 R1E2 E2 R2E1 1 R1R2 1 R1R2
A
1
R,
A,
E
C0
T4 100
4
q12
Eb1 Eb2 1 1 1
1 2
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1
C0 1
T1
4
T2
4
1 100 100
1 2
Q12
C12
S
T1 100
4
T2 100
4
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ψ：几何因子或角系数，表示从辐射面积S所发射出的能量为另一物体表面所拦截的分数。数值与两表面的形状、大小、相互位置以及距离有关。
C1-2：物体1对物体2的总辐射系数，取决于壁面的性质和两个壁面的几何因素。
例：车间内有一高和宽各为3m的铸铁炉门，其温度为 227℃，室内温度为27℃。为了减少热损失，在炉门前 50mm处设置一块尺寸和炉门相同的而黑度为0.11的铝板，试求放置铝板前、后因辐射而损失的热量。
1、两无限大平行灰体壁面之间的相互辐射
从壁面1辐射和反射的能量之和E1’
E1' E1 R1R2 E1 R12 R22 E1 R2 E2 R1R22 E2 R12 R23E2
E1 1 R1R2 R12R22 R1E2 1 R1R2 R12R22
1 R1R2 R12R22
它的吸收率A不随辐射线的波长而变。它不是透热体，即A+R=1,D=0。
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5、物体的辐射能力---斯帝芬-波尔茨曼定律
物体辐射能力：物体在一定的温度下，单位表面积、单位时间内所发射的全部波长的总能量。用E 表示，单位：W/m2。
单色辐射能力：单位表面积、单位时间内的发射某一特定波长的能力。
( 27 273)4 ] 100
2.166104W
（2）放置铝板后因辐射损失的热量用下标1、2和i分别表示炉门、房间和铝板。假定铝板的温度为Ti （ K），则铝板向房间辐射的热量为：
Qi2
Ci 2S[(1T0i0 ) 4
T2 )4 ] 100
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式中： S Si 33 9m2
1 1 R1R2
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1
2
1
2
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E1'
E1 R1E2 1 R1R2
同理，从壁面2辐射和反射的能量之和E2’
E2 ' E2 R1R2E2 R12R22E2 R2E1 R1R22E1 R12R23E1
E2 1 R1R2 R12 R22 R2 E1 1 R1R2 R12 R22
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解：(1)放置铝板前因辐射损失的热量
Q12
C12S[(1T010 ) 4
( T2 )4 100
]
取铸铁的黑度为 1 0.78
S S1 33 9m2
C12 C01 5.670.78 4.423W /(m2 K 4)
1
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Q12
4.42319[( 227 273)4 100