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辐射换热的计算辐射换热的计算本讲稿第一页，共七十一页第八章第八章 辐射换热的计算辐射换热的计算本讲稿第二页，共七十一页8.1 8.1 辐射换热的角系数辐射换热的角系数表面相对位置的影响表面相对位置的影响va a图中两表面无限接近，相互间的换热量最大；图中两表面无限接近，相互间的换热量最大；vb b图中两表面位于同一平面上，相互间的辐射换热量为零。由图中两表面位于同一平面上，相互间的辐射换热量为零。由图可以看出，两个表面间的相对位置不同时，一个表面发出而图可以看出，两个表面间的相对位置不同时，一个表面发出而落到另一个表面上的辐射能的百分数随之而异，从而影响到换落到另一个表面上的辐射能的百分数随之而异，从而影响到换热量。热量。两个表面之间的辐射换热量与两个表面之间的相对位置有很大两个表面之间的辐射换热量与两个表面之间的相对位置有很大关系关系本讲稿第三页，共七十一页8.1.1 8.1.1 角系数的定义及计算假设角系数的定义及计算假设 表面表面2 2发出发出的辐射能中的辐射能中落到落到表面表面1 1上的上的百分数百分数称为表面称为表面2 2对表面对表面1 1的角系数，记为的角系数，记为X X2,12,1表表面面1 1发发出出的的辐辐射射能能中中落落到到表表面面2 2上上的的百百分分数数称称为为表表面面1 1对对表表面面2 2的角系数，记为的角系数，记为X X1,21,2。1 1、定义、定义2 2、假设、假设所研究的表面是漫射表面；所研究表面的不同地点上向外发射的辐所研究的表面是漫射表面；所研究表面的不同地点上向外发射的辐射热流密度是均匀的。射热流密度是均匀的。本讲稿第四页，共七十一页一个微元表面到另一个微元表面的角系数一个微元表面到另一个微元表面的角系数8.1.2.8.1.2.角系数的性质角系数的性质1 1、角系数的相对性、角系数的相对性两微元面间的辐射两微元面间的辐射本讲稿第五页，共七十一页两微元表面角系数的两微元表面角系数的相对性相对性表达式：表达式：整理得：整理得：同理：同理：本讲稿第六页，共七十一页两个有限大小表面之间角系数的相对性两个有限大小表面之间角系数的相对性当当 时，净辐射换热量为零，即时，净辐射换热量为零，即则有限大小表面间角系数的相对性的表达式则有限大小表面间角系数的相对性的表达式：本讲稿第七页，共七十一页对于由几个表面组成的封闭系统，据能量守衡原理，从任何一个表面对于由几个表面组成的封闭系统，据能量守衡原理，从任何一个表面发射出的辐射能必全部落到封闭系统的个表面上。因此，任何一个表发射出的辐射能必全部落到封闭系统的个表面上。因此，任何一个表面对封闭腔各表面的角系数之间存在下列关系：面对封闭腔各表面的角系数之间存在下列关系：角系数的完整性角系数的完整性注：注：若表面若表面1 1为非凹表面时，为非凹表面时，X X1,11,1=0=0；若；若表面表面1 1为凹表面，为凹表面，2 2、角系数的完整性、角系数的完整性本讲稿第八页，共七十一页从表面从表面1 1上发出而落到表面上发出而落到表面2 2上的总能量，等于落到表面上的总能量，等于落到表面2 2上各部上各部分的辐射能之和，于是有分的辐射能之和，于是有如把表面如把表面2 2进一步分成若干小块，则有进一步分成若干小块，则有 3 3、角系数的可加性、角系数的可加性注意，利用角系数可加性时，注意，利用角系数可加性时，只有对角系数符号中第二个角码是可只有对角系数符号中第二个角码是可加的，对角系数符号中的第一个角码则不存在类似的关系。加的，对角系数符号中的第一个角码则不存在类似的关系。本讲稿第九页，共七十一页 从从表面表面2 2上上发出发出而而落到表面落到表面1 1上的辐射能，上的辐射能，等于等于从从表表面面2 2的的各部分发出各部分发出而而落到表面落到表面1 1上上的辐射能之和，于是有的辐射能之和，于是有 角系数的上述特性可以用来求解许多情况下两角系数的上述特性可以用来求解许多情况下两表面间的角系数值表面间的角系数值本讲稿第十页，共七十一页直接积分法直接积分法代数分析法代数分析法几何分析法几何分析法求解角系数的方法求解角系数的方法8.1.3 8.1.3 角系数的计算方法角系数的计算方法本讲稿第十一页，共七十一页1 1、直接积分法、直接积分法按角系数的基本定义通过求解多重积分而获得角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系数的方法如图所示的两个有限大小的面积，可以得到如图所示的两个有限大小的面积，可以得到微元面积微元面积 对对 的角系数为的角系数为d1dA1dA2本讲稿第十二页，共七十一页上式积分可得上式积分可得即即d1dA1dA2工程上已经将大量几何结构角系数的求解结果绘制成图线。教工程上已经将大量几何结构角系数的求解结果绘制成图线。教材中给出了一些二维结构角系数的计算公式以及三种典型三维材中给出了一些二维结构角系数的计算公式以及三种典型三维几何结构的计算式和工程计算图线。几何结构的计算式和工程计算图线。本讲稿第十三页，共七十一页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称为代数分析法。角系数的方法称为代数分析法。图图8-5 8-5 三个非凹表面组成的封闭系统三个非凹表面组成的封闭系统2 2、代数分析法、代数分析法(1)(1)三个非凹表面组成的封闭系统三个非凹表面组成的封闭系统本讲稿第十四页，共七十一页由角系数完整性由角系数完整性由角系数相对性由角系数相对性A3A2A1三表面封闭空间角系三表面封闭空间角系数的确定数的确定 本讲稿第十五页，共七十一页上述方程解得：上述方程解得：由于垂直纸面方向的长度相同，则有：由于垂直纸面方向的长度相同，则有：本讲稿第十六页，共七十一页 如图所示表面和假定在垂直于纸面的方向上表面的长度如图所示表面和假定在垂直于纸面的方向上表面的长度是无限延伸的，只有封闭系统才能应用角系数的完整性，为是无限延伸的，只有封闭系统才能应用角系数的完整性，为此作辅助线此作辅助线acac和和bdbd，与，与abab、cdcd一起构成封闭腔。一起构成封闭腔。两个非凹表面及假想面组两个非凹表面及假想面组成的封闭系统成的封闭系统A A1 1(2)(2)任意两个非凹表面间的角系数任意两个非凹表面间的角系数本讲稿第十七页，共七十一页根据角系数的完整性：根据角系数的完整性：两个非凹表面及假想面组两个非凹表面及假想面组成的封闭系统成的封闭系统本讲稿第十八页，共七十一页 上述方法又被称为上述方法又被称为交叉线法交叉线法。注意：这里所谓的交。注意：这里所谓的交叉线和不交叉线都是指虚拟面断面的线，或者说是辅叉线和不交叉线都是指虚拟面断面的线，或者说是辅助线。助线。两个非凹表面及假想面组两个非凹表面及假想面组成的封闭系统成的封闭系统本讲稿第十九页，共七十一页【例】求下列图形中的角系数【例】求下列图形中的角系数解：解：本讲稿第二十页，共七十一页解：解：解：解：解：解：本讲稿第二十一页，共七十一页解解：表表面面2 2对对表表面面A A和和表表面面2 2对对表表面面1 1A A的的角角系系数数都都可以从图可以从图9 98 8中查出：中查出：X X2 2，A A0.10;X0.10;X2 2，1 1A A0.150.15。由角系数的可分性由角系数的可分性X X2 2，1 1A AX X2 2，1 1X X2 2，A A可得：可得：X X2 2，1 1X X2 2，1 1A AX X2 2，A A。再根据角系数的互换性再根据角系数的互换性A A1 1X X1,21,2A A2 2X X2,12,1即可得：即可得：【例】试确定如图所示的表面【例】试确定如图所示的表面1 1对表面对表面2 2的角系数的角系数X X1 1，2 2。X X1,21,2A A2 2X X2,12,1/A/A1 1=A=A2 2(X(X2,1+A2,1+A-X-X2,A2,A)/A)/A1 1=2.5(0.15-0.10)/1=0.125=2.5(0.15-0.10)/1=0.1252 21 1本讲稿第二十二页，共七十一页解：解：注：利用这样的分析方法，扩大线图的使用，可以得出很多几何结构简单的角系数注：利用这样的分析方法，扩大线图的使用，可以得出很多几何结构简单的角系数【例】求图中【例】求图中1 1、4 4两个表面之间的角系数两个表面之间的角系数本讲稿第二十三页，共七十一页8.2.1 8.2.1 封闭腔以及两黑体表面组成的封闭腔间封闭腔以及两黑体表面组成的封闭腔间黑体系统的辐射换热黑体系统的辐射换热8.28.2 两封闭系统的辐射换热两封闭系统的辐射换热2 2、两黑表面封闭系统的辐射换热、两黑表面封闭系统的辐射换热1 1、封闭腔模型、封闭腔模型黑体辐射系统传热量的计算关键是求得角系数。黑体辐射系统传热量的计算关键是求得角系数。本讲稿第二十四页，共七十一页表面的反射比，可表示成表面的反射比，可表示成有效辐射有效辐射自身射辐射自身射辐射E E投入辐射投入辐射 被反射辐射的部分被反射辐射的部分投入辐射投入辐射：单位时间内投射到单位面积上的总辐射能，记为：单位时间内投射到单位面积上的总辐射能，记为G G。有效辐射示意图有效辐射示意图8.2.2 8.2.2 有效辐射有效辐射1 1、有效辐射有效辐射：单位时间内离开单位面积：单位时间内离开单位面积的总辐射能为该表面的有效辐射，记为的总辐射能为该表面的有效辐射，记为J J本讲稿第二十五页，共七十一页 考察表面温度均匀、表面辐射特性为常数的表面考察表面温度均匀、表面辐射特性为常数的表面1 1。根据有效。根据有效辐射的定义，辐射的定义，表面表面1 1的有效辐射有如下表达式：的有效辐射有如下表达式：在表面外能感受到的表面辐射在表面外能感受到的表面辐射就是有效辐射，它也是用辐射探测就是有效辐射，它也是用辐射探测仪能测量到的单位表面积上的辐射仪能测量到的单位表面积上的辐射功率功率 。有效辐射示意图有效辐射示意图本讲稿第二十六页，共七十一页 从表面从表面1 1外部来观察，其外部来观察，其能量收支差额能量收支差额应等于有效辐射应等于有效辐射J J1 1与与投入辐射投入辐射G G1 1之差，即之差，即从表面内部观察，从表面内部观察，该表面与外界的辐射换热该表面与外界的辐射换热量应为：量应为：有效辐射示意图有效辐射示意图上两式联立消去上两式联立消去G G1 1，得到，得到J J与表面净辐射换热量之间的关系与表面净辐射换热量之间的关系:注：式中的各个量均是对同一表面而言的，且以向外界的净放热量为正值。注：式中的各个量均是对同一表面而言的，且以向外界的净放热量为正值。2 2、有效辐射与辐射换热量之间的关系、有效辐射与辐射换热量之间的关系本讲稿第二十七页，共七十一页8.2.3 8.2.3 两漫灰表面组成的封闭腔的辐射换热两漫灰表面组成的封闭腔的辐射换热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本讲稿第二十八页，共七十一页两个等温漫灰表面封闭系统内，两个表面的净换热量为两个等温漫灰表面封闭系统内，两个表面的净换热量为根据能量守恒有根据能量守恒有因为因为本讲稿第二十九页，共七十一页两封闭表面间的辐射换热网络图两封闭表面间的辐射换热网络图本讲稿第三十页，共七十一页若以若以 为计算面积，上式可改写为：为计算面积，上式可改写为：定义系统黑度定义系统黑度(或称为系统发射率或称为系统发射率)本讲稿第三十一页，共七十一页三种特殊情形三种特殊情形(1)(1)表面表面1 1为凸面或平面，此时，为凸面或平面，此时，X X1,21,21 1，于是，于是本讲稿第三十二页，共七十一页(2)(2)表面积表面积A A1 1与表面积与表面积A A2 2相差很小相差很小特例：两平行平壁间的辐射换热特例：两平行平壁间的辐射换热且且A A1 1A A2 2本讲稿第三十三页，共七十一页（3 3）表面积表面积A A2 2比表面积比表面积A A1 1大得多，即大得多，即A A1 1/A/A2 2 0 0特例：空腔与内包壁间的辐射换热特例：空腔与内包壁间的辐射换热 若若 ，且且 较大，如车间内的采暖板、较大，如车间内的采暖板、热力管道，测温传感器等都属于此种情况热力管道，测温传感器等都属于此种情况A1A2T1T2本讲稿第三十四页，共七十一页据有效辐射的计算式据有效辐射的计算式或或（9-18）8.3.1 8.3.1 两表面换热系统的辐射网络两表面换热系统的辐射网络8.38.3 多表面系统辐射换热的计算多表面系统辐射换热的计算又据两个表面的净换热量为又据两个表面的净换热量为由此得到由此得到（9-19）表面辐射热阻表面辐射热阻空间辐射热阻空间辐射热阻本讲稿第三十七页，共七十一页将式（将式（9-189-18）、（）、（9-199-19）与电学中的欧姆定律相比可见：换热量）与电学中的欧姆定律相比可见：换热量 相相当于电流强度；当于电流强度；或或 相当于电势差；相当于电势差；而而 及及 则相当于电阻，分别称为辐射换热表面的则相当于电阻，分别称为辐射换热表面的表面辐射热阻表面辐射热阻及及空间辐射热阻。空间辐射热阻。相当于电源电势，相当于电源电势，而而 则则相当于节点电压。则相当于节点电压。则两个辐射热阻的等效电路如图所示：两个辐射热阻的等效电路如图所示：（a a）表面辐射热阻表面辐射热阻（b b）空间辐射热阻空间辐射热阻本讲稿第三十八页，共七十一页 利用上述两个单元格电路，可以容易地画出组成封闭系统利用上述两个单元格电路，可以容易地画出组成封闭系统的两个灰体表面间辐射换热的等效网络，的两个灰体表面间辐射换热的等效网络，如图所示如图所示。根据等效根据等效网络，可以立即写出换热量计算式。网络，可以立即写出换热量计算式。两表面封闭系统辐射换热等效网络图两表面封闭系统辐射换热等效网络图 这种把辐射热阻比拟成等效的电阻从而通过等效的网络这种把辐射热阻比拟成等效的电阻从而通过等效的网络图来求解辐射换热的方法成为辐射换热的图来求解辐射换热的方法成为辐射换热的网络法网络法。本讲稿第三十九页，共七十一页8.3.2 多表面封闭系统网络法求解的实施步骤多表面封闭系统网络法求解的实施步骤1 1、画出等效的网络图。、画出等效的网络图。每每个个表表面面是是一一个个结结点点，其其热热势势为为E Eb b(对对于漫于漫-灰表面为有效辐射灰表面为有效辐射J)J)。每每两两个个表表面面间间连连接接一一个个相相应应的的空空间间热热阻。阻。每个表面与接地间连接一个表面热阻。每个表面与接地间连接一个表面热阻。若若某某角角系系数数为为0 0，即即空空间间热热阻阻，则则相相应应两两个个表表面面间间可可以以断断开开，不不连连接接空间热阻。空间热阻。若某表面绝热，则其为浮动热势，不若某表面绝热，则其为浮动热势，不与接地相连。与接地相连。本讲稿第四十页，共七十一页（3 3）求解上述代数方程得出节点电势。）求解上述代数方程得出节点电势。（4 4）按公式）按公式 确定每一个表面的净辐射换热量。确定每一个表面的净辐射换热量。（2 2）列出节点的电流方程）列出节点的电流方程应用电学的基尔霍夫定律应用电学的基尔霍夫定律流入每个结点的电流流入每个结点的电流(即热流即热流)总总和为零，联立求解。和为零，联立求解。本讲稿第四十一页，共七十一页a a 有一个表面为黑体。有一个表面为黑体。黑黑体的表面热阻为零体的表面热阻为零。8.3.3 三表面封闭系统的特殊情况三表面封闭系统的特殊情况b b 表面绝热，表面绝热，该表面净换热量为零该表面净换热量为零。重辐射面：重辐射面：q=0q=0，温度不定（动态平衡），温度不定（动态平衡）本讲稿第四十二页，共七十一页例题例题8-5 8-5 两块尺寸为两块尺寸为1m1m 2m2m，间距为，间距为1m1m的平行平板置于室温的平行平板置于室温t t3 3=27=27的大厂房内。平板背面不参与换热。已知两板的温度和发射率分别为的大厂房内。平板背面不参与换热。已知两板的温度和发射率分别为t t1 1=827=827，t t2 2=327=327，1 1=0.2=0.2，2 2=0.5=0.5，试计算每个板的净辐射热，试计算每个板的净辐射热量及厂房壁所得到的辐射热量。量及厂房壁所得到的辐射热量。解：本题是解：本题是3 3个灰表面间的辐射换热问题。厂房很大，表面热阻可取个灰表面间的辐射换热问题。厂房很大，表面热阻可取为零，为零，J J3 3=E Eb3b3。网络图如下。网络图如下。据给定的几何特性据给定的几何特性X/DX/D=2=2，Y/DY/D=1=1，由图，由图9-79-7查出：查出：本讲稿第四十三页，共七十一页例例8-6 8-6 假定例假定例9-59-5中的大房间的墙壁为重辐射表面，中的大房间的墙壁为重辐射表面，在其他条件不变时，试计算温度较高表面的净辐射在其他条件不变时，试计算温度较高表面的净辐射散热量。散热量。本讲稿第四十七页，共七十一页【例【例9-49-4】一直径】一直径d=0.75md=0.75m的圆筒形埋地式加热炉采用电加热方的圆筒形埋地式加热炉采用电加热方法加热，如图。在操作过程中需要将炉子顶盖移去一段时间，法加热，如图。在操作过程中需要将炉子顶盖移去一段时间，设此时筒身温度为设此时筒身温度为500K500K，筒底为，筒底为650K650K。环境温度为。环境温度为300K300K，试计，试计算顶盖移去其间单位时间内的热损失。设筒身及底面均可作为算顶盖移去其间单位时间内的热损失。设筒身及底面均可作为黑体。黑体。本讲稿第四十九页，共七十一页【例】某房间吊装一水银温度计读数为【例】某房间吊装一水银温度计读数为1515，已知温度计头部发，已知温度计头部发射率（黑度）为射率（黑度）为0.90.9，头部与室内空气间的对流换热系数为，头部与室内空气间的对流换热系数为2020，墙表面温度为墙表面温度为1010，求该温度计的测量误差。如何减小测量误差，求该温度计的测量误差。如何减小测量误差？已知已知 ，求测温误差？求测温误差？解：解：本讲稿第五十二页，共七十一页例题例题9-7 9-7 辐射采暖房间，加热设施布置于顶棚，房间尺寸为辐射采暖房间，加热设施布置于顶棚，房间尺寸为4m 4m 5m 5m 3m 3m见图见图8-288-28。据实测已知：顶棚表面温度。据实测已知：顶棚表面温度t t1 1=25=25，1 1=0.9=0.9；边墙；边墙2 2内表面温度为内表面温度为t t2 2=10=10，1 1=0.8=0.8；其余三面边墙的内表面温度及；其余三面边墙的内表面温度及发射率相同，将它们作为整体看待，统称为发射率相同，将它们作为整体看待，统称为F F3 3，t t3 3=13=13，3 3=0.8,=0.8,底面的表面温度底面的表面温度t t4 4=11=11，4 4=0.6=0.6。试求：。试求：(1)(1)顶棚的总辐射顶棚的总辐射换热量换热量(2)(2)其它其它3 3个表面的净辐射换热量。个表面的净辐射换热量。答案本讲稿第五十三页，共七十一页表面再多，如此很难处理。这时可用公式与计算机结合表面再多，如此很难处理。这时可用公式与计算机结合N N个表面构成的封闭系统，则第个表面构成的封闭系统，则第I I个表面的有效辐射个表面的有效辐射第第I I个表面的投射辐射个表面的投射辐射代入有效辐射表达式代入有效辐射表达式4 非凹假设没有必要非凹假设没有必要4 表面划分要以热边界条件为主要依据表面划分要以热边界条件为主要依据本讲稿第五十七页，共七十一页8.8.辐射换热的控制（强化与削弱）辐射换热的控制（强化与削弱）8.5.1 8.5.1 控制物体表面间辐射换热的方法控制物体表面间辐射换热的方法1 1、控制表面热阻、控制表面热阻应控制对辐射换热影响大的面的发射率。应控制对辐射换热影响大的面的发射率。工业应用：太阳能的利用光谱选择性涂层；人造地球卫星；工业应用：太阳能的利用光谱选择性涂层；人造地球卫星；物体的颜色选择。物体的颜色选择。本讲稿第五十八页，共七十一页、控制空间热阻、控制空间热阻控制角系数控制角系数应用：电子机箱的布置应用：电子机箱的布置8.5.8.5.遮热板的应用遮热板的应用遮热板遮热板：插入两个辐射换热表面之间以削：插入两个辐射换热表面之间以削弱辐射换热的薄板，其实插入遮热板相当弱辐射换热的薄板，其实插入遮热板相当于降低了表面发射率。于降低了表面发射率。为了说明遮热板的工作原理，我们来分析为了说明遮热板的工作原理，我们来分析在平行平板之间插入一块薄金属板所引起在平行平板之间插入一块薄金属板所引起的辐射换热的变化的辐射换热的变化:遮热板遮热板本讲稿第五十九页，共七十一页稳态时有稳态时有:与没有遮热板时相比，辐射换热量减小了一半。与没有遮热板时相比，辐射换热量减小了一半。辐射表面和金属板的温度、吸收比如图所示。为讨论方便，设平板和辐射表面和金属板的温度、吸收比如图所示。为讨论方便，设平板和金属薄板都是灰体，并且金属薄板都是灰体，并且遮热板遮热板本讲稿第六十页，共七十一页 忽略了薄板忽略了薄板3 3的导热热阻的导热热阻遮热板遮热板如果如果 3 3=0.05,=0.05,1 1=2 2=0.8=0.8，辐射热量为原来的，辐射热量为原来的1/271/27。本讲稿第六十一页，共七十一页、隔热板的工程应用、隔热板的工程应用(1)(1)汽轮机中用于减少内外套管间辐射换热汽轮机中用于减少内外套管间辐射换热300MW300MW汽轮机高中压缸进汽连接管结构示意图汽轮机高中压缸进汽连接管结构示意图本讲稿第六十二页，共七十一页()应用于储存液态气体的低温容器应用于储存液态气体的低温容器为了提高保温效果，采用多层遮热板并为了提高保温效果，采用多层遮热板并抽真空的方法。抽真空的方法。遮热板用塑料薄膜制成，其上涂以反射比遮热板用塑料薄膜制成，其上涂以反射比很大的金属箔层，箔间嵌以质轻且导热系很大的金属箔层，箔间嵌以质轻且导热系数小的材料作为分隔层，绝热层中抽成高数小的材料作为分隔层，绝热层中抽成高度真空。度真空。当内壁温度为当内壁温度为202080K80K，外壁温度为，外壁温度为300K300K时，在垂直于遮热板方向上的导热系数低时，在垂直于遮热板方向上的导热系数低达达5 510*1010*10-5-5W/mKW/mK。(3)(3)超级隔热油管超级隔热油管半径方向的当量导热系数可降低到半径方向的当量导热系数可降低到0.003W/mK0.003W/mK。本讲稿第六十三页，共七十一页(4)(4)用于提高温度测量的准确度用于提高温度测量的准确度裸露热电偶：裸露热电偶：高温气流以对流传热方式把热量传给热电偶；高温气流以对流传热方式把热量传给热电偶；热电偶以辐射方式把热量传递给容器壁。热电偶以辐射方式把热量传递给容器壁。当热电偶的对流传热量等于辐射换热量，热电偶温度即为指示温度。其当热电偶的对流传热量等于辐射换热量，热电偶温度即为指示温度。其温度必然低于气体的真实温度。温度必然低于气体的真实温度。本讲稿第六十四页，共七十一页【例】用单层遮热罩抽气式热电偶测炉膛烟气温。已知水冷壁面【例】用单层遮热罩抽气式热电偶测炉膛烟气温。已知水冷壁面温度温度t tw w=600=600，热电偶和遮热罩的表面发射率都是，热电偶和遮热罩的表面发射率都是0.30.3。由于抽气的。由于抽气的原因，烟气对热电偶和遮热罩的对流换热表面传热系数增加到原因，烟气对热电偶和遮热罩的对流换热表面传热系数增加到h=116W/h=116W/(m(m2 2.K).K)。当烟气的真实温度。当烟气的真实温度t tf f=1000=1000时，热电偶的指示温度为多时，热电偶的指示温度为多少？少？本讲稿第六十六页，共七十一页遮热罩对水冷壁的辐射散热量遮热罩对水冷壁的辐射散热量q q4 4为为在稳态时在稳态时q q3 3=q=q4 4，于是遮热罩的平衡温度，于是遮热罩的平衡温度t t3 3可从上两式中求出可从上两式中求出。一般用迭代法或图解法求解，得一般用迭代法或图解法求解，得t t3 3903 903 解：烟气以对流方式传给遮热罩内外两个表面的热流密度解：烟气以对流方式传给遮热罩内外两个表面的热流密度q q3 3为为本讲稿第六十七页，共七十一页【讨论】加了一个遮热罩以后，热电偶所面对的壁温从原来的【讨论】加了一个遮热罩以后，热电偶所面对的壁温从原来的twtw600600 而上升到而上升到t t3 3903903 ，从而大大减少了热电偶的辐射散热量。而，从而大大减少了热电偶的辐射散热量。而测量绝对温度降低到测量绝对温度降低到48.848.8 ，相对误差，相对误差4.88%4.88%，与裸露的热电偶相，与裸露的热电偶相比准确度已大为提高。比准确度已大为提高。为进一步增加遮热罩数目，但一般不超过为进一步增加遮热罩数目，但一般不超过4 4层。层。烟气对热电偶的对流换热量为烟气对热电偶的对流换热量为热电偶对遮热罩的辐射换热量为热电偶对遮热罩的辐射换热量为热平衡时热平衡时q q1 1=q=q2 2,可求出热电偶的平衡温度可求出热电偶的平衡温度t t1 1，即热电偶的指示温度。，即热电偶的指示温度。可求得可求得951.2 951.2。本讲稿第六十八页，共七十一页8.6.3 8.6.3 辐射换热表面传热系数（辐射换热系数）辐射换热表面传热系数（辐射换热系数）1 1、复合换热：对流与辐射同时存在的换热过程、复合换热：对流与辐射同时存在的换热过程2 2、辐射换热表面传热系数定义、辐射换热表面传热系数定义 h hr r：辐射换热表面传热系数：辐射换热表面传热系数 h hr r：复合传热表面传热系数：复合传热表面传热系数 3 3、辐射换热系数计算公式、辐射换热系数计算公式 对位于温度为对位于温度为T T2 2的大空间的温度为的大空间的温度为T T1 1的凸表面，有：的凸表面，有：本讲稿第六十九页，共七十一页【解解】【例例】如如两两平平行行平平板板间间放放入入一一块块隔隔热热板板后后，可可使使两两板板温温度度不不变变时时的的辐辐射射换换热热量量仅仅为为原原辐辐射射换换热热量量的的5%5%，试试问问隔隔热热板板的的黑黑度度应应为为多多少少？假假定定隔隔热热板板两两面面的的黑黑度度相相同同。已已知知1 1 =0.8=0.8，2 2 =0.6=0.6。A A）0.560.56；（；（B B）0.70.7；（；（C C）0.056 0.056；（；（D D）不能确定）不能确定本讲稿第七十页，共七十一页本讲稿第七十一页，共七十一页