第三章传热学资料

(3)发射率：物体的辐射力E与同温度下黑体的辐射
力Eb之比称为该物体的发射率(又称黑度)，用符号ε
表示
E /Eb
基尔霍夫定律
－－实际物体的辐射和吸收间的关系
板相距很近，从一块板发出的辐射全部
落到另一块板上。
板1为黑体表面：Eb、Tb
板2为无透射的任意表面 ：E、A、T
图 6-10 平行平板的辐
程，K的计算公式也不同。
单层平壁
k
1
1
1
h1 h2
多层平壁
k
1
1 n i 1
h1 i1 i h2
通过圆管的传热
内部对流： hidil(t f 1 twi ) hi
圆柱面导热： Φ (twi two )
1 ln( do )
ho
2 l di
外部对流：
hodol(two t f 2 )
基尔霍夫定律引出结论
(1)在相同温度下，辐射力大的物体，其吸收 比也大，亦即善于辐射的物体也善于吸收。
(2)因为所有实际物体的吸收比都小于1，所 以在同温度条件下黑体的辐射力最大。
(3)将式(3-43)与式(3-41)相对照，则有a=ε
第4节 传热过程与换热器
通过平面的热流量的计算方式
1
式中k：AK(是t 传f 1热系t 数f 2()总传热系k数)。A对R于tot 不同的传热过
Ti
T dq dTc
In
dTh
dTh
Ti
dq
T
To
To
dTc
Out
In
Out
无论是顺流还是逆流，都可以统一
用这个公式来计算换热器的平均温 差
tm
t max tmin ln t max
t m in
换热器热计算的基本方程式是传热方 程式及热平衡式
kAtm
qmhch (th th) qmccc (tc tc )
肋片管式换热器：适用于管内液体和管外气
体之间的换热
板式换热器：由一组几何结构相同的平行薄平
板叠加所组成，冷热流体间隔地在每个通道中流动， 其特点是拆卸清洗方便，故适用于含有易结垢物的 流体。
板翅式换热器：结构紧凑，单位体积的换热面
积大，但清洗困难，不易检修，适用于清洁无腐蚀 性流体间的换热
顺流和逆流是两种极端情况，在相同的进出口温 度下，逆流的最大，顺流则最小；顺流时，而逆 流时，则可能大于 ，可见，逆流布置时的换热最 强。
强化手段:
a 无源技术(被动技术) ；b 有源技术(主动式 技术)
无源技术(被动技术)：除了输送传热介质的功 率消耗外，无需附加动力
其主要手段有：①涂层表面在换热表面涂上细小 的多孔层以加以强化沸腾；
②粗糙表面(图3-29)粗糙表面可以促进边界层中 流体的混合；
③扩展表面(图3-30)增加换热面积的作用； ④扰流元件(图3-31a)插入管内以加强流体中的扰
3)导热和对流换热是热量传递的单向过 程，而热辐射是发射和接收同时进行的双 向过程。
电磁波谱热辐射是电磁辐射(电磁波)的一种
0.38 ~ 0.76 m 可见光 4 103 0.38 m 紫外线, x射线,射线等 0.76 ~ 1000 m 红外线 1000 m 无线电波 0.1~ 100 m 热射线
对于黑体： 镜体或白体：
1
1
透明体：
1
黑体、白体、透明体都是理想的
黑体：是指能吸收投入到其面 上的所有热辐射能的物体， 是一种科学假想的 物 体，现实生活中是不存在的。 但却可以人工制造出 近似的人工黑体。
二、热辐射的基本定律
辐射力、斯蒂芬—玻耳兹曼定律 (1)辐射力E :单位时间内，物体的单位表面积向半球空间发射的
第三章传热学
第三节辐射换热 第四节传热过程与换热器
辐射换热是热量传递的三种方式之一。是由于运 动而以电磁波形式传递的能量。
特点： 1)热辐射与导热和对流换热不同， 它不需要任何中间物体传递热量，可以在 真空中传递。
2)热辐射过程中不仅有能量的转移，而 且还伴随着能量的转换，即发射时由热能 转变为辐射能，吸收时又由辐射能转换为 热能。
6.1.2辐射能的吸收、反射和透过
Q Q Q Q
Q Q Q 1 QQQ
Q Q
1
Q Q
Q Q 吸收率 反射率 穿透率
Q Q Q Q
Q Q Q 1 QQQ
1
吸收率 反射率 穿透率
对于大多数的固体和液体： 0, 1
对于不含颗粒的气体： 0, 1
动与混合；
⑤涡流发生器(图3-31b) ； ⑥螺旋管(图3-31c) ； ⑦添加物；
⑧射流冲击换热
所有波长的能量总和。 (W/m2)；
(2)斯蒂芬—玻耳兹曼定律：黑体辐射力与黑体热力学温百度文库的
4次方成正比，因此又称为4次方定律。即 Eb CbT 4
式中：Cb=5.67×10-8W/(m2·K4)，称为黑体辐射 系数；T为绝对温度，K。
为了计算方便，改为
Eb
C0
(
T
C0=5.67 )4
100
W/(m2·K4)
1
Rhi lhidi
R
ln( do di )
2l
Rho
1
holdo
Φ
1
l(t fi t fo)
1 ln( do )
1
hidi 2 di hodo
kodol(t fi t fo ) 其中k：o
do
1 do ln( do ) 1
hidi 2 di ho
换热器的分类：
间壁式
套管式
两板间单位面积的辐射换热量：q E AEb射换热
当系统处于EA热平E衡b状若态温时度平Tb衡
T,q 0
，即q＝0，则
E A
Eb
把上述关系推广
E1 A1
E2 A2
...
E A
Eb
在热平衡状态下，任何实际物体的辐射力和吸收率之比
都相同，均等于同温度下黑体的辐射力 。
与黑体热平衡的条件下才能成立
交壳叉管流式(换管热壳器式)
管束式 管翅式
冷热流体 分别位于 固体壁面 两侧。 混合式
板式 螺旋板式
板翅式
：冷热流体混合进行传热。
蓄热式
间壁式换热器的主要型式
套管式换热器 肋片管式换热器 板式换热器 板翅式换热器
套管式换热器：最简单的一种间壁式 换热器，流体有顺流和逆流两种， 适用于传热量不大或流体流量不 大的情形。