有效辐射由两部分组成①本身辐射E=ε Eb②反射辐射 ρ G =(1-α ) G假设表面1的温度均匀、表 面 辐 射 特 性 为 常 数表 面 辐 射 特 性 为 常 数 :J1=E1+ρ1G1=ε1Eb1+(1-α1) G1对于黑体J1=ε1Eb1, 即有效辐射就等于本身辐射。则则(2) 物体表面与外界的辐射换热量的计算(见图9-14)从表面1的外部看, 其能量收支差额应等于有效辐射与投入辐射之差, 即q= J1-G1(a)图9-14 有效辐射示意图 从表面1内部观察, 该表面与外界的辐射换热量应为q= E1-α1G1(b)从式中消去G, 即得有效辐射J与表面净辐射换热量q间的关系:qEqEJb) 1−1(α1α−=−α−=α即:qEqEJb) 1−1(ε1−=−−=ααα对于灰体α =ε , 有 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9-15所示, 两个表面的净换热量为的部分的部分面面的部分的部分面面效辐射到达表效辐射到达表发出的有表面发出的有表面1122211 , 2222 , 11↓12 , 1↓−=ΦXJAXJA(d)根据下式及能量守恒有Φ−=ΦΦ−−=Φ−−=1 , 22 , 11 , 2222222 , 1111111111εεbbEAAJEAAJqEJb) 11(−−=ε 图9 15图9-15 两个物体组成的辐射换热系统两个物体组成的辐射换热系统Ebε+于是有2222, 11111212 , 11ε)1X1εAAAEbε−+−−=Φ−++−−=Φ11111(2212 , 112112 , 1εεAAXEEAbb 定义系统黑度(或称为系统发射率)−+−+=111111221 , 2112 , 1εεεXXs−++−−=Φ11111)(2212 , 112112 , 1εεAAXEEAbb)(212 , 112 , 1bbsEEXA−=Φε)(212 , 112 , 1bbEEXA−sε=Φ与黑体辐射换热比较, 上式多了 一个, 它是考虑由于灰体系统多次吸收与反射对换热量影响的因子。 三种特殊情形①空腔与内包物体间的换热设表面1为平面或凸面, 则X1, 2=1 。 由上式得(式9-15)) 11(1)(12112 , 1−+−=εεεεAAAEEAQbb) 11(11])100()100[(67. 5 .122114241221−+=−=εεεεAATTASs ②表面积F1和F2相差很小, 即A1/A2→1的辐射换热系统。 例两个无限大平板间的辐射换热(见图9-16)111)(212112 , 1−+−=εεbbEEAQ ③表面积A2比A1大很多, 即A1/A2→0时(表面1为非凹面) 例如: 大房间内的高温管道的辐射换热, 以及气体容器内(或管道内) 热电偶测温的辐射误差。])100()100[(67. 5 .1A)(4241121112 , 1TTEEAQbb−=−=εε系统黑体ε s=ε1。 在这种情况下进行辐射换热量计算, 不需要知系统黑体1在种情况下进行辐射换热量计算道包壳物体2的面积A2及其黑度。不需要知 § 9-3 多表面系统辐射换热的计算在由两个表面组成的封闭系统中, 一个表面的净辐射换热量也就是该表面与另一表面间的辐射换热量。 而在多表面系统中, 一个表面的净辐射换热量是与其余各表面分别换热的换热量之和。 工程计算的主要目的是获得一个表面的净辐射换热量。 对于多表面系统, 可以采用网络法或数值方法来计算于多表面系统, 可以采用网络法或数值方法来计算每一表面的净辐射换热量。