1、6.5 熱熱 輻輻 射射6.5 熱熱 輻輻 射射 6.5.1 熱輻射的概念熱輻射的概念 6.5.2 固體輻射固體輻射 6.5.3 物體間的輻射傳熱物體間的輻射傳熱 6.5.4 氣體輻射氣體輻射6.5.1 熱輻射的概念熱輻射的概念 任何物體，只要絕對(duì)溫度不是零度，都會(huì)不停任何物體，只要絕對(duì)溫度不是零度，都會(huì)不停地以電磁波的形式向外界輻射能量。同時(shí)，又地以電磁波的形式向外界輻射能量。同時(shí)，又不斷吸收來(lái)自其他物體的輻射能。不斷吸收來(lái)自其他物體的輻射能。 當(dāng)物體向外界當(dāng)物體向外界輻射的能量輻射的能量與其從外界與其從外界吸收的能吸收的能量量不相等，該物體與外界就不相等，該物體與外界就產(chǎn)生熱量的傳遞產(chǎn)生熱

2、量的傳遞。這種傳遞方式稱為這種傳遞方式稱為熱輻射熱輻射。 熱輻射可以在熱輻射可以在真空中真空中傳播，不需要任何介質(zhì)。傳播，不需要任何介質(zhì)。氣體氣體熱輻射與熱輻射與液體、固體不同液體、固體不同，因?yàn)闅怏w可以，因?yàn)闅怏w可以深入氣體內(nèi)部。深入氣體內(nèi)部。6.5 熱熱 輻輻 射射6.5.2 固體輻射固體輻射 黑體的輻射能力和吸收能力黑體的輻射能力和吸收能力斯蒂芬斯蒂芬-波爾茲曼定波爾茲曼定律律 實(shí)際物體的輻射能力和吸收能力實(shí)際物體的輻射能力和吸收能力 灰體的輻射能力和吸收能力灰體的輻射能力和吸收能力克希荷夫定律克希荷夫定律 6.5 熱熱 輻輻 射射黑體的輻射能力和吸收能力黑體的輻射能力和吸收能力斯蒂芬斯

3、蒂芬-波爾茲曼定律波爾茲曼定律熱輻射的波長(zhǎng)范圍熱輻射的波長(zhǎng)范圍熱輻射的波長(zhǎng)位于熱輻射的波長(zhǎng)位于0.381000m間，大部分能量集間，大部分能量集中于紅外線區(qū)段，波長(zhǎng)在中于紅外線區(qū)段，波長(zhǎng)在0.7620m范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。輻射能的反射、穿透和吸收輻射能的反射、穿透和吸收與光一樣，輻射能可以反射、與光一樣，輻射能可以反射、穿透和吸收，如圖穿透和吸收，如圖6-28所示。所示。其能量間的關(guān)系為其能量間的關(guān)系為 q = qa + qr + qdqa、qr、qd與總能量與總能量q的比的比值稱該物體對(duì)投入輻射的值稱該物體對(duì)投入輻射的吸吸收率收率a、反射率反射率r和和穿透率穿透率d。則上式可寫為：則上式可寫為：

4、 a + r + d=16.5.2 固體輻射固體輻射圖圖6-28 輻射能的反射、穿透和吸收輻射能的反射、穿透和吸收黑體的輻射能力和吸收能力黑體的輻射能力和吸收能力斯蒂芬斯蒂芬-波爾茲曼定律波爾茲曼定律 固體、液體固體、液體穿透率為零穿透率為零，氣體反射率為零氣體反射率為零。 黑體黑體：吸收率等于：吸收率等于1的物體稱絕對(duì)黑體，簡(jiǎn)稱黑體。實(shí)的物體稱絕對(duì)黑體，簡(jiǎn)稱黑體。實(shí)際物體可以接近黑體，但沒有絕對(duì)黑體。際物體可以接近黑體，但沒有絕對(duì)黑體。 熱透體熱透體：穿透率等于：穿透率等于1的物體。氣體接近熱透體。的物體。氣體接近熱透體。 鏡面體鏡面體：反射率等于：反射率等于1的物體。鏡子接近鏡面體。的物體

5、。鏡子接近鏡面體。 黑體的輻射能力即單位時(shí)間黑體的輻射能力即單位時(shí)間單位黑體外表面積單位黑體外表面積向向外界輻外界輻射射的全部波長(zhǎng)的總能量，服從的全部波長(zhǎng)的總能量，服從斯蒂芬斯蒂芬-波爾茲曼定律波爾茲曼定律。記記黑體的輻射能力和吸收能力黑體的輻射能力和吸收能力斯蒂芬斯蒂芬-波爾茲曼定律波爾茲曼定律 eb=0t4 為了方便，將上式改變?yōu)椋簽榱朔奖悖瑢⑸鲜礁淖優(yōu)椋?0為黑體輻射常數(shù)，為黑體輻射常數(shù)，0=5.6710-8w/（m2k4）。）。c0為黑體輻射系數(shù)，為黑體輻射系數(shù)，c0=5.67w/（m2k4）。）。 溫度對(duì)輻射傳熱非常敏感。溫度對(duì)輻射傳熱非常敏感。40100tceb記記(6-78)例例

6、6-10 溫度對(duì)物體輻射能力的影響 試計(jì)算表面溫度為試計(jì)算表面溫度為0和和546時(shí)黑體的輻射能力，并時(shí)黑體的輻射能力，并進(jìn)行比較。進(jìn)行比較。 解解：0輻射能力輻射能力 546時(shí)黑體的輻射能力時(shí)黑體的輻射能力242/2550010054627367. 5mweb24401/31510027367. 5100mwtceb813152550012bbee實(shí)際物體的輻射能力和吸收能力實(shí)際物體的輻射能力和吸收能力 實(shí)際物體的實(shí)際物體的輻射能力輻射能力e恒恒小于黑體的輻射能力小于黑體的輻射能力eb。實(shí)際上不同物體在相同溫度下的輻射能和按實(shí)際上不同物體在相同溫度下的輻射能和按波長(zhǎng)波長(zhǎng)的分布規(guī)律的分布規(guī)律也不

7、同。也不同。 黑度：實(shí)際物體的輻射能與相同溫度下黑體的輻黑度：實(shí)際物體的輻射能與相同溫度下黑體的輻射能的比值，稱物體的黑度，用射能的比值，稱物體的黑度，用表示。表示。 實(shí)際物體的輻射能力實(shí)際物體的輻射能力e可用下式表示：可用下式表示：bee40100tceeb6.5.2 固體輻射固體輻射記記實(shí)際物體的輻射能力和吸收能力實(shí)際物體的輻射能力和吸收能力 影響黑度的因素影響黑度的因素：與物體的與物體的表面溫度表面溫度、物體的、物體的種類種類和和表面狀況表面狀況有關(guān)，有關(guān)，只與只與輻射物體本身輻射物體本身有關(guān)，有關(guān)，與外界無(wú)關(guān)與外界無(wú)關(guān)。常見物體的。常見物體的黑度見表黑度見表6-4。 實(shí)際物體的吸收能力

8、實(shí)際物體的吸收能力：黑體將投其上的輻射能全部吸收。實(shí)際物體對(duì)不同黑體將投其上的輻射能全部吸收。實(shí)際物體對(duì)不同波長(zhǎng)的輻射能呈現(xiàn)出一定的選擇性，即對(duì)不同波長(zhǎng)波長(zhǎng)的輻射能呈現(xiàn)出一定的選擇性，即對(duì)不同波長(zhǎng)的的輻射能吸收程度不同輻射能吸收程度不同。圖。圖6-29為白瓷磚和玻璃對(duì)為白瓷磚和玻璃對(duì)不同波長(zhǎng)的輻射能的吸收能力。不同波長(zhǎng)的輻射能的吸收能力。表表6-4 常見材料表面的黑度常見材料表面的黑度值值the end 圖圖6-29 白瓷磚和玻璃對(duì)不同波長(zhǎng)白瓷磚和玻璃對(duì)不同波長(zhǎng) 輻射能的吸收能力輻射能的吸收能力灰體的輻射能力和吸收能力灰體的輻射能力和吸收能力克希荷夫定律克希荷夫定律 黑體對(duì)各種波長(zhǎng)的輻射能全部

9、吸收，但實(shí)際物體的吸收黑體對(duì)各種波長(zhǎng)的輻射能全部吸收，但實(shí)際物體的吸收率與投入有波長(zhǎng)有關(guān)，即物體對(duì)不同波長(zhǎng)的輻射能有選率與投入有波長(zhǎng)有關(guān)，即物體對(duì)不同波長(zhǎng)的輻射能有選擇性的吸收。擇性的吸收。 對(duì)于波長(zhǎng)在對(duì)于波長(zhǎng)在0.7620m的輻射能，大多數(shù)材料的吸收率的輻射能，大多數(shù)材料的吸收率隨波長(zhǎng)的變化不大，把實(shí)際物體當(dāng)作對(duì)各種波長(zhǎng)輻射能隨波長(zhǎng)的變化不大，把實(shí)際物體當(dāng)作對(duì)各種波長(zhǎng)輻射能均能均能同樣吸收的理想物體同樣吸收的理想物體，這種理想物體稱為，這種理想物體稱為灰體。灰體。 克希荷夫定律認(rèn)為，同一灰體的克希荷夫定律認(rèn)為，同一灰體的吸收率吸收率與其與其黑度黑度在數(shù)值在數(shù)值上是相等的，即上是相等的，即=。

10、即對(duì)投入輻射能的吸收率可用其黑。即對(duì)投入輻射能的吸收率可用其黑度表示。也可以用下式表示度表示。也可以用下式表示 e = eb= eb 但灰體是理想化的處理，對(duì)工業(yè)輻射能的計(jì)算是可以的。但灰體是理想化的處理，對(duì)工業(yè)輻射能的計(jì)算是可以的。如果是如果是太陽(yáng)光太陽(yáng)光，物體對(duì)可見光呈現(xiàn)，物體對(duì)可見光呈現(xiàn)強(qiáng)烈選擇性強(qiáng)烈選擇性。6.5.2 固體輻射固體輻射6.5.3 物體間的輻射傳熱物體間的輻射傳熱 黑體間的輻射傳熱和角系數(shù)黑體間的輻射傳熱和角系數(shù) 灰體間的輻射傳熱灰體間的輻射傳熱 封閉體系輻射傳熱封閉體系輻射傳熱 大面積平板體系的輻射傳熱大面積平板體系的輻射傳熱 內(nèi)包物體的輻射傳熱內(nèi)包物體的輻射傳熱 影響

11、輻射傳熱的主要因素影響輻射傳熱的主要因素 輻射給熱系數(shù)輻射給熱系數(shù) 6.5 熱熱 輻輻 射射黑體間的輻射傳熱和角系數(shù)黑體間的輻射傳熱和角系數(shù) 圖圖6-30為任意放置的兩個(gè)黑體表面，其面積分別為任意放置的兩個(gè)黑體表面，其面積分別為為a1和和a2，表面溫度分別為，表面溫度分別為t1和和t2不變。由圖可不變。由圖可見，黑體見，黑體1向外輻射的能量只有一部分向外輻射的能量只有一部分q12投射投射到黑體到黑體2并被吸收。同樣黑體并被吸收。同樣黑體2向外輻射的能量只向外輻射的能量只有一部分有一部分q21投射到黑體投射到黑體1并被吸收。并被吸收。 于是兩黑體間傳遞的熱流量為于是兩黑體間傳遞的熱流量為 q12

12、 = q12 - q216.5.3 物體間的輻射傳熱物體間的輻射傳熱 圖圖6-30 兩黑體間的相互輻射兩黑體間的相互輻射黑體間的輻射傳熱和角系數(shù)黑體間的輻射傳熱和角系數(shù) 根據(jù)藍(lán)貝特定律根據(jù)藍(lán)貝特定律 將上式簡(jiǎn)化為將上式簡(jiǎn)化為 稱為黑體稱為黑體1對(duì)黑體對(duì)黑體2的的角系數(shù)角系數(shù)，其值為表面，其值為表面1的的全部輻射能中，直接投射到黑體全部輻射能中，直接投射到黑體2的量所點(diǎn)人比的量所點(diǎn)人比例。例。 12212211211coscosaabdadareq121121beaq12黑體間的輻射傳熱和角系數(shù)黑體間的輻射傳熱和角系數(shù) 角系數(shù)是一個(gè)純幾何因素，其值為角系數(shù)是一個(gè)純幾何因素，其值為 同理同理 21

13、221112121coscos1dadaraaa 212212beaq21221221121coscos1dadaraaa 黑體間的輻射傳熱和角系數(shù)黑體間的輻射傳熱和角系數(shù) 即即 于是于是 212121aa22121121122112bbeaeaqqq42410121100100ttca黑體間的輻射傳熱和角系數(shù)黑體間的輻射傳熱和角系數(shù) 由于角系數(shù)的計(jì)算不方便，工業(yè)上把角系數(shù)繪成由于角系數(shù)的計(jì)算不方便，工業(yè)上把角系數(shù)繪成曲線，見圖曲線，見圖6-31和圖和圖6-32所示。如果兩平板面積所示。如果兩平板面積相等且很大，則角系數(shù)均為相等且很大，則角系數(shù)均為1。即。即 則則 q12 = eb1 eb2

14、11221 圖圖6-31 兩平行平板間的角系數(shù)兩平行平板間的角系數(shù) 圖圖6-32 兩平行圓盤間的角系數(shù)兩平行圓盤間的角系數(shù)灰體間的輻射傳熱灰體間的輻射傳熱 設(shè)任意放置的兩個(gè)灰體設(shè)任意放置的兩個(gè)灰體1和和2，其面積分別為，其面積分別為a1和和a2，表面溫度分別為，表面溫度分別為t1和和t2不變。兩灰體表面的不變。兩灰體表面的輻射能力和吸收率分別為輻射能力和吸收率分別為e1、e2和和1、2。6.5.3 物體間的輻射傳熱物體間的輻射傳熱灰體間的輻射傳熱灰體間的輻射傳熱 灰體灰體1單位時(shí)間內(nèi)的輻射總能量為單位時(shí)間內(nèi)的輻射總能量為a1e1，其，其中一部分中一部分 直射到灰體直射到灰體2上，其余散失。上，

15、其余散失。而投射到而投射到2的能量，部分吸收。的能量，部分吸收。 反射，其中反射，其中 又又投射到灰體投射到灰體1上。這一能量部分被灰體上。這一能量部分被灰體1吸吸收，而其余部分收，而其余部分 再次被再次被反射。同樣被反射。同樣被1反射的能量投射到反射的能量投射到2上部分上部分吸收部分反射，如此過(guò)程不斷進(jìn)行，直到吸收部分反射，如此過(guò)程不斷進(jìn)行，直到消弱。消弱。1112ea)1 (21112aea)1 (2112112aea)1)(1 (12111221aaea灰體間的輻射傳熱灰體間的輻射傳熱 從灰體從灰體2輻射總能量為輻射總能量為a2e2，也經(jīng)歷了相同的過(guò)，也經(jīng)歷了相同的過(guò)程。程。 單位時(shí)間單

16、位面積離開灰體的總輻射能為單位時(shí)間單位面積離開灰體的總輻射能為e效效，單，單位時(shí)間單位面積投入灰體的總輻射能為位時(shí)間單位面積投入灰體的總輻射能為e入入。物體。物體有效輻射為灰體本身有效輻射為灰體本身e和對(duì)投入輻射的反射部分，和對(duì)投入輻射的反射部分，如圖如圖6-33所示。即為所示。即為 e效效 = e +（1-）e入入 圖圖6-33 有效輻射示意圖有效輻射示意圖灰體間的輻射傳熱灰體間的輻射傳熱 從圖從圖6-33平面平面1可見，灰體凈損失的能量可見，灰體凈損失的能量q/a為為 q/a = ee入入 稍離灰體表面稍離灰體表面2作能量衡算，則有作能量衡算，則有 q/a = e效效e入入 從上式中消去從

17、上式中消去e入入得得aqeaqaaee1111效灰體間的輻射傳熱灰體間的輻射傳熱 這樣灰體這樣灰體1和灰體和灰體2之間所交換的凈能量為：之間所交換的凈能量為：22121121122112效效eaeaqqq封閉體系輻射傳熱封閉體系輻射傳熱 如果考察的對(duì)象是由兩個(gè)灰體組成的與外界無(wú)輻如果考察的對(duì)象是由兩個(gè)灰體組成的與外界無(wú)輻射能交換的封閉體系，則有射能交換的封閉體系，則有 q12 = q1 = -q2 而而221112aa22222121111121121111aqeaaqeaqbb6.5.3 物體間的輻射傳熱物體間的輻射傳熱封閉體系輻射傳熱封閉體系輻射傳熱 或或 其中其中 s為系統(tǒng)黑度，由兩物體

18、的角系數(shù)及黑度組成。為系統(tǒng)黑度，由兩物體的角系數(shù)及黑度組成。 11111)(2211122112112bbeeaq4241012112100100ttcaqs111111221112s大面積平板體系的輻射傳熱大面積平板體系的輻射傳熱 對(duì)于兩塊相距很近而面積足夠大的平行對(duì)于兩塊相距很近而面積足夠大的平行板，板， ，則，則121121111001002142410112ttcaq6.5.3 物體間的輻射傳熱物體間的輻射傳熱內(nèi)包物體的輻射傳熱內(nèi)包物體的輻射傳熱 對(duì)于如圖對(duì)于如圖6-34所示的內(nèi)包系統(tǒng)，內(nèi)包物體具有凸所示的內(nèi)包系統(tǒng)，內(nèi)包物體具有凸表面，表面， 則則11221211221aaaa1111

19、00100221142410112aattcaq6.5.3 物體間的輻射傳熱物體間的輻射傳熱 圖圖6-34 內(nèi)包系統(tǒng)的輻射內(nèi)包系統(tǒng)的輻射內(nèi)包物體的輻射傳熱內(nèi)包物體的輻射傳熱 當(dāng)當(dāng)a1a2，相當(dāng)于無(wú)限大平行平板計(jì)算。當(dāng)表面，相當(dāng)于無(wú)限大平行平板計(jì)算。當(dāng)表面積積a2遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于a1，上式為，上式為 上式在計(jì)算時(shí)有實(shí)用意義，因?yàn)樗恍枰辣砩鲜皆谟?jì)算時(shí)有實(shí)用意義，因?yàn)樗恍枰辣砻娣e面積a2和黑度和黑度2即可進(jìn)行傳熱計(jì)算。即可進(jìn)行傳熱計(jì)算。 常見的大房間常見的大房間高溫管道輻射傳熱高溫管道輻射傳熱，氣體管道內(nèi)熱氣體管道內(nèi)熱電偶測(cè)溫電偶測(cè)溫都屬于這種情況。都屬于這種情況。4241011121001

20、00ttcaq6.5.3 物體間的輻射傳熱物體間的輻射傳熱例例6-11 熱電偶的測(cè)溫誤差熱電偶的測(cè)溫誤差 用裸露的熱電偶測(cè)得管內(nèi)氣體溫度為用裸露的熱電偶測(cè)得管內(nèi)氣體溫度為t1=927k。已知管壁溫度為已知管壁溫度為713 k，熱電偶表面的黑度，熱電偶表面的黑度1=0.3，氣體對(duì)熱電偶的對(duì)流給熱系數(shù)，氣體對(duì)熱電偶的對(duì)流給熱系數(shù)=50w/(m2k)。試求管內(nèi)氣體的真實(shí)溫度和測(cè)。試求管內(nèi)氣體的真實(shí)溫度和測(cè)溫誤差。溫誤差。 如果采用遮熱罩抽氣式熱電偶（圖如果采用遮熱罩抽氣式熱電偶（圖6-35），黑度），黑度2=0.3，氣體對(duì)熱電偶的對(duì)流給熱系數(shù)，氣體對(duì)熱電偶的對(duì)流給熱系數(shù)=90w/(m2k)。則熱電偶

21、的指示溫度。則熱電偶的指示溫度。 圖圖6-35 例例6-11 符圖符圖解解： （1）因?yàn)椋┮驗(yàn)閍2a1，在定態(tài)條件下，熱電偶的輻，在定態(tài)條件下，熱電偶的輻射散熱和氣體對(duì)熱電偶的對(duì)流傳熱相等：射散熱和氣體對(duì)熱電偶的對(duì)流傳熱相等： tg=1082k4410111100100)(wgttcttq4410071310092367. 53 . 0)923(50gt （2）設(shè)遮熱罩表面溫度為）設(shè)遮熱罩表面溫度為t2，則氣體傳給遮熱，則氣體傳給遮熱罩內(nèi)外表面的傳熱速率為罩內(nèi)外表面的傳熱速率為 解出解出t2 = 1009 k。442210071310067. 53 . 0)1082(902tt 熱電偶對(duì)遮熱罩

22、輻射散熱和氣體對(duì)熱電偶的對(duì)流熱電偶對(duì)遮熱罩輻射散熱和氣體對(duì)熱電偶的對(duì)流傳熱相等：傳熱相等： 解出熱電偶的指示溫度為解出熱電偶的指示溫度為t1 = 1045 k。4141100100100967. 53 . 0)1082(50tt影響輻射傳熱的主要因素影響輻射傳熱的主要因素 （1）溫度的影響溫度的影響 在低溫下，溫度的影響可不計(jì)；在高溫下，溫度的影在低溫下，溫度的影響可不計(jì)；在高溫下，溫度的影響則不容忽視，甚至是主要的。響則不容忽視，甚至是主要的。 （2）幾何位置的影響幾何位置的影響 角系數(shù)對(duì)兩物體輻射傳熱有重要影響，角系數(shù)決定兩輻角系數(shù)對(duì)兩物體輻射傳熱有重要影響，角系數(shù)決定兩輻射表面的方位和距

23、離，實(shí)際上決定一個(gè)表面對(duì)另一個(gè)表射表面的方位和距離，實(shí)際上決定一個(gè)表面對(duì)另一個(gè)表面的投射角。見圖面的投射角。見圖6-36所示。所示。 （3）表面黑度的影響表面黑度的影響 當(dāng)物體的相對(duì)位置一定，系統(tǒng)黑度只與表面黑度有關(guān)。當(dāng)物體的相對(duì)位置一定，系統(tǒng)黑度只與表面黑度有關(guān)。通過(guò)改變表面黑度的方法可以強(qiáng)化或減弱輻射傳熱。表通過(guò)改變表面黑度的方法可以強(qiáng)化或減弱輻射傳熱。表面涂油漆或鍍銀、鋁等。面涂油漆或鍍銀、鋁等。 （4）輻射表面間的介質(zhì)影響輻射表面間的介質(zhì)影響 兩表面間的介質(zhì)為氣體，氣體同樣具有發(fā)射和吸收輻射兩表面間的介質(zhì)為氣體，氣體同樣具有發(fā)射和吸收輻射能的能力，因此氣體的存在必影響物體的輻射傳熱。能

24、的能力，因此氣體的存在必影響物體的輻射傳熱。6.5.3 物體間的輻射傳熱物體間的輻射傳熱 圖圖6-36 輻射的投射角輻射的投射角例例6-12 輻射傳熱遮熱板的作用輻射傳熱遮熱板的作用 室內(nèi)有一高為室內(nèi)有一高為0.5m、寬為、寬為1m的鑄鐵爐門，黑度的鑄鐵爐門，黑度1為為0.78，表面溫度為，表面溫度為600，室溫，室溫27。試計(jì)。試計(jì)算：（算：（1）爐門輻射傳熱的熱流量；（）爐門輻射傳熱的熱流量；（2）若在爐）若在爐門前很近距離平行放置一塊同樣大小的鋁質(zhì)遮熱門前很近距離平行放置一塊同樣大小的鋁質(zhì)遮熱板，其黑度板，其黑度2為為0.15，則滬門與遮熱板的輻射熱，則滬門與遮熱板的輻射熱流量為多少。流

25、量為多少。解解： （1）爐門被空氣包圍，即）爐門被空氣包圍，即a1/a20 424101112100100ttcaqw4441027. 110030010087376. 55 . 0178. 0 （2）設(shè)鋁板溫度為）設(shè)鋁板溫度為t3，則鋁板與爐門間的傳熱，則鋁板與爐門間的傳熱速率為速率為 1111001002143410113ttcaq115. 0178. 0110010087367. 55 . 0434t 遮熱板與四周墻壁間的傳熱為遮熱板與四周墻壁間的傳熱為 在定態(tài)傳熱時(shí)，在定態(tài)傳熱時(shí)，q32 = q13，求出，求出t3=733k，q13=1193w。424303332100100ttcaq

26、44310030010067. 55 . 015. 0t輻射給熱系數(shù)輻射給熱系數(shù) 當(dāng)輻射與對(duì)流同時(shí)存在的傳熱場(chǎng)合，常將輻射傳當(dāng)輻射與對(duì)流同時(shí)存在的傳熱場(chǎng)合，常將輻射傳熱統(tǒng)一用牛頓冷卻定律表示，輻射傳熱的給熱系熱統(tǒng)一用牛頓冷卻定律表示，輻射傳熱的給熱系數(shù)為數(shù)為 21424180122110)(ttttcttaqsrr8322212213101210)(ttttttcs6.5.3 物體間的輻射傳熱物體間的輻射傳熱輻射給熱系數(shù)輻射給熱系數(shù) 對(duì)于化工設(shè)備或管道在大房間內(nèi)散熱時(shí)，對(duì)于化工設(shè)備或管道在大房間內(nèi)散熱時(shí)，s=1， 。當(dāng)對(duì)流給熱的溫差也是（。當(dāng)對(duì)流給熱的溫差也是（t1-t2）時(shí)，則總熱流密度為時(shí)

27、，則總熱流密度為 qt = qc + qr =（c+r）（）（t1-t2） = t（t1-t2）112例例6-13 對(duì)流與輻射聯(lián)合給熱的計(jì)算對(duì)流與輻射聯(lián)合給熱的計(jì)算 外徑為外徑為0.3m的過(guò)熱蒸汽管橫穿過(guò)大房間，已知管的過(guò)熱蒸汽管橫穿過(guò)大房間，已知管壁溫度為壁溫度為450，管壁的黑度為，管壁的黑度為0.8。若室內(nèi)空氣。若室內(nèi)空氣和墻壁的溫度均為和墻壁的溫度均為50，管壁和空氣間的自然對(duì)，管壁和空氣間的自然對(duì)流給熱系數(shù)為流給熱系數(shù)為7.7w/（m2），試求單位管長(zhǎng)的），試求單位管長(zhǎng)的熱損失。熱損失。解解： 已知已知t1 =723k，t2 =323k，s =1， =0.815.67(7233+72

28、32323+7233232+3233)10-8=29.8 w/（m2） 單位管長(zhǎng)的熱損失為單位管長(zhǎng)的熱損失為 q/l = dt（t1-t2） =3.140.3(7.7+29.8)(723-323) = 1. 41104w/m1128322212213101210)(ttttttcsr6.5.4 氣體輻射氣體輻射 氣體輻射和吸收對(duì)波長(zhǎng)有強(qiáng)烈選擇性氣體輻射和吸收對(duì)波長(zhǎng)有強(qiáng)烈選擇性 氣體輻射是一個(gè)容積過(guò)程氣體輻射是一個(gè)容積過(guò)程6.5 熱熱 輻輻 射射 氣體輻射氣體輻射 氣體輻射也是工業(yè)中常見的現(xiàn)象。在加熱爐中，氣體輻射也是工業(yè)中常見的現(xiàn)象。在加熱爐中，高溫氣體與管壁或設(shè)備壁面之間的傳熱過(guò)程包括高溫氣

29、體與管壁或設(shè)備壁面之間的傳熱過(guò)程包括對(duì)流和輻射給熱。如果溫度較高，氣體與固體壁對(duì)流和輻射給熱。如果溫度較高，氣體與固體壁間的輻射給熱是不可忽略的。間的輻射給熱是不可忽略的。 對(duì)于氣體，如果是對(duì)稱的對(duì)于氣體，如果是對(duì)稱的雙原子分子雙原子分子，如，如o2、h2、n2等等無(wú)輻射能力無(wú)輻射能力也也無(wú)反射能力無(wú)反射能力。 不對(duì)稱的雙原子分子和多原子分子一般具有輻射不對(duì)稱的雙原子分子和多原子分子一般具有輻射能力和反射能力。能力和反射能力。氣體輻射和吸收對(duì)波長(zhǎng)有強(qiáng)烈選擇性氣體輻射和吸收對(duì)波長(zhǎng)有強(qiáng)烈選擇性 固體能夠吸收和輻射各種波長(zhǎng)的輻射能，但固體能夠吸收和輻射各種波長(zhǎng)的輻射能，但氣體氣體對(duì)各種波長(zhǎng)的輻射能有對(duì)各種波長(zhǎng)的輻射能有選擇性的吸收和輻射選擇性的吸收和輻射，因，因此此氣體不能氣體不能作為作為灰體灰體處理。處理。 例如水，只能吸收和輻射波長(zhǎng)為例如水，只能吸收和輻射波長(zhǎng)為2.552.84m、5.67.6m、1230m三個(gè)波長(zhǎng)范圍的輻射能。三個(gè)波長(zhǎng)范圍的輻射能。 氣體的吸收能力與氣體的吸收能力與氣體本身氣體本身有關(guān)，還與外來(lái)有關(guān)，還與外來(lái)輻射輻射能波長(zhǎng)能波長(zhǎng)有關(guān)。有關(guān)。 氣體的氣體的吸收率吸收率ag與與氣體的黑度氣體的黑度g不相等。但氣體不相等。但氣體的的輻射能力輻射能力eg仍可用黑度仍可用黑度g來(lái)表征。來(lái)表征。6.5.4 氣體輻射氣體輻射氣體輻射是一個(gè)容積過(guò)程氣體輻射是一個(gè)容積過(guò)程 固