辐射传热的计算.ppt

第七章热辐射基本定律及物体的辐射特性长江大学机械工程学院SchoolofMechanicalEngineering长江大学机械工程学院SchoolofMechanicalEngineeringT1ρ1T2ρ21与2表面间的辐射换热量计算：J1J2ε=Mεnα=ε漫灰体：基尔霍夫定律或漫灰体:——实际物体发射辐射与吸收比之间的联系第九章辐射传热的计算§9-1辐射传热的角系数§9-2两表面封闭系统的辐射传热§9-3多表面系统的辐射传热§9-4气体辐射的特点及计算§9-5辐射传热的控制§9-6综合传热问题分析§9-1角系数一、角系数的定义二、角系数的性质三、角系数的计算方法一、角系数的定义T1T2(a)T1T2(b)定义：把表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数称为表面1对表面2的角系数，记为X1,2。假定：所研究的表面是漫射的；所研究表面的不同点向外发射的辐射热流密度均匀。(1)一微元面到另一微元面的角系数1、相对性n1n2A1,T1A2,T2rdA1dA2二、角系数的性质两微元面间的辐射dA1两微元表面角系数相对性：二、角系数的性质(2)面对面的角系数面A1对面A2的角系数X1,2以及面A2对面A1的角系数X2,1分别为：表面间角系数的相对性的表达式：二、角系数的性质——角系数的相对性由几个表面组成的封闭系统：2、完整性——角系数的完整性角系数的完整性注:表面1为非凹表面,X1,1=0；表面1为凹表面，X1,1≠0。二、角系数的性质例1：有两个物体1和2构成的封闭系统，作任意2ˊ、2〞等，恰好盖住物体2，如图所示，则X1,2，X1,2ˊ与X1,2〞之间的大小关系如何？例2:求下列图形中的角系数X1,2在垂直于纸面方向无限长球与无限大平面半球内表面与底面半球内表面与1/4底面角系数的可加性3、可加性如将2分成若干小块,则:二、角系数的性质212a2b例3：已知A1、A2、A3、A4及X1+2，3+4、X1+2，3、X2，3+4、X2，3，求X1,4的表达式。1 2 3 4 例3：已知A1、A2、A3、A4及X1+2，3+4、X1+2，3、X2，3+4、X2，3，求X1,4的表达式。1 2 3 4 直接积分法代数分析法求解角系数的方法:三、角系数的计算方法查图法定义法1.直接积分法微元面积dA1对A2的角系数:——按角系数的基本定义通过求解多重积分而获得角系数的方法。两微元面积角系数:A1对A2的角系数:三、角系数的计算方法——利用角系数的相对性、完整性及可加性，通过求解代数方程而获得角系数的方法。三个非凹表面组成的封闭系统2、代数分析法(1)三个非凹表面组成的封闭系统三、角系数的计算方法由角系数完整性:由角系数相对性:垂直纸面方向长度相同：三、角系数的计算方法(2)任意两个非凹表面间的角系数只有封闭系统才能应用角系数的完整性，为此作辅助线ac和bd，与ab、cd一起构成封闭腔。表面A1、A2在垂直纸面的方向长度无限延伸。A2A1cdab三、角系数的计算方法A2A1cdab上述方法又称为交叉线法。这里所谓的交叉线和不交叉线都是指虚拟断面的线，或者说是辅助线。三、角系数的计算方法A1A2cdabef三、角系数的计算方法例4：直径为d的圆柱表面及平面AB在垂直纸面方向均为无限长。试求平面与圆柱外表面间的角系数XAB,⊙O求：XAB,⊙OCDEF⌒⌒⌒⌒⌒求：XAB,⊙OCDEF⌒∠COE=∠AOB例5：一长管被置于方形通道的正中间，如图所示，试确定每一对边的角系数、每一邻边的角系数、及任一边对管子的角系数。X1,3、X1.2、X1,5ABCDX1,3、X1,2、X1,5X1,2+X1,3+X1,4+X1,5=1X1,2=X1,42X1,2+X1,3+X1,5=1X5,1+X5,2+X5,3+X5,4=1X5,1=0.25BCEFAD