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22 5-5 辐射传热.pptx

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本课件讲解热辐射的基本概念与定律、物体的辐射能力、两固体间的辐射传热与气体辐射。内容按5.5.1 基本概念和定律、0.8 ~20μm的红外光线概述等小节展开,配合图示、公式推导与例题说明相关参数的确定方法。

基本概念和定律:列出第五章传热、5.5辐射传热、5.5.1基本概念和定律等内容要点
辐射辐射能热辐射热射线物体以电磁:波方式传递能量的过程物体以电磁波方式传递的能量因热的原因引起的电磁波辐射波长
辐射能的吸收、反射和透过概述:图5-18 透过反射吸收
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第1页:基本概念和定律

本页为「基本概念和定律」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 第五章传热
  • 5.5辐射传热
  • 5.5.1基本概念和定律

第2页:辐射辐射能热辐射热射线物体以电磁

辐射辐射能热辐射热射线物体以电磁波方式传递能量的过程物体以电磁波方式传递的能量因热的原因引起的电磁波辐射波长

第3页:辐射能的吸收、反射和透过概述

图5-18 辐射能的吸收、反射和透过概述透过反射吸收

第4页:能量守恒定律

根据能量守恒定律,可得概述

第5页:吸收率反射率透过率量纲

吸收率反射率透过率量纲为一量纲为一量纲为一概述

第6页:黑体、镜体、透热体和灰体能透过全

一、黑体、镜体、透热体和灰体能透过全部辐射能的物体称为透热体。黑体镜体透热体能全部吸收辐射能的物体称为黑体或绝对黑体。能全部反射辐射能的物体称为镜体或绝对白体。能够以相等的吸收率吸收所有波长辐射能的物体称为灰体。灰体

第7页:黑体、镜体、透热体和灰体

黑体镜体灰体一般单原子气体和对称的双原子气体(如He、O

  • 2、N2和H2等)均可视为透热体透热体理想物体
  • 一、黑体、镜体、透热体和灰体

第8页:物体的辐射能力E辐射能力物体在一

二、物体的辐射能力E辐射能力物体在一定温度下,单位表面积,单位时间内所发射的全部波长的辐射能,称为该物体在该温度下的辐射能力。单位为W/m2单色辐射能力单位为W/m3在相同条件下,物体发射特定波长的能力,称为单色辐射能力。

第9页:物体的辐射能力E

黑体辐射能力和单色辐射能力之间满足黑体辐射能力黑体单色辐射能力二、物体的辐射能力E

第10页:普朗克定律

  • 三、普朗克定律、斯蒂芬—玻尔兹曼定律及克希霍夫定律
  • 1.普朗克(planck)定律普朗克定律揭示了黑体的单色辐射能力随波长变化的规律,其表达式为

第11页:黑体的单色辐射能力随温度及波

图5-19 黑体的单色辐射能力随温度及波长的分布规律三、普朗克定律、斯蒂芬—玻尔兹曼定律及克希霍夫定律

第12页:黑体的单色辐射能力随温度及波

图5-19 黑体的单色辐射能力随温度及波长的分布规律三、普朗克定律、斯蒂芬—玻尔兹曼定律及克希霍夫定律

第13页:普朗克定律

  • 2.斯蒂芬(Stefan)-玻尔兹曼(Boltzman)定律斯蒂芬—玻尔兹曼定律揭示了黑体的辐射能力与其表面温度的四次方成正比这一定量关系:黑体的辐射常数
  • 三、普朗克定律、斯蒂芬—玻尔兹曼定律及克希霍夫定律

第14页:克希霍夫

  • 3.克希霍夫(kirchhoff)定律任何物体(灰体)的辐射能力与吸收率的比值恒等于同温度下黑体的辐射能力,即仅和物体的绝对温度有关。为灰体的辐射系数
  • 三、普朗克定律、斯蒂芬—玻尔兹曼定律及克希霍夫定律

第15页:克希霍夫定律

克希霍夫定律揭示了物体的辐射能力与吸收率之间的关系。对于实际物体,因A<1,故实际物体的辐射能力小于黑体的辐射能力。由此可见,在任何温度下,黑体的辐射能力最大,对于其它物体而言,物体的吸收率愈大,其辐射能力也愈大。三、普朗克定律、斯蒂芬—玻尔兹曼定律及

第16页:灰体的辐射能力与同温度

灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比
灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比,定义为灰体的黑度,亦称为灰体的发射率。

第17页:普朗克定律

比较在同一温度下,灰体的吸收率和黑度在数值上相等三、普朗克定律、斯蒂芬—玻尔兹曼定律及克希霍夫定律

第18页:黑度ε和物体的性质

黑度ε和物体的性质、温度及表面情况(如表面粗糙度及氧化程度)有关,一般由实验测定,常用工业材料的黑度列于表5-9 中。三、普朗克定律、斯蒂芬—玻尔兹曼定律及克希霍夫定律

第19页:两固体间的辐射传热

本页为「两固体间的辐射传热」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 第五章传热
  • 5.5辐射传热
  • 5.5.1基本概念和定律
  • 5.5.2两固体间的辐射传热

第20页:两灰体间辐射传热的结果

两灰体间辐射传热的结果,是高温物体向低温物体传递了能量。几何因数(角系数)辐射面积总辐射系数见表5-10

第21页:间壁式换热器的结构形式

本页为「间壁式换热器的结构形式」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 第五章传热
  • 5.6换热器
  • 5.6.1间壁式换热器的结构形式

第22页:间壁式换热器的结构形式

一、管式换热器的结构形式管壳式换热器蛇管式换热器套管式换热器翘片管式换热器管式换热器√

第23页:间壁式换热器的结构形式

一、管式换热器的结构形式1 .管壳式换热器固定管板式换热器浮头式换热器U型管式换热器管壳式换热器

第24页:管式换热器的结构形式

图5-21 固定管板式换热器一、管式换热器的结构形式

第25页:管式换热器的结构形式

图5-22 浮头式换热器一、管式换热器的结构形式

第26页:管式换热器的结构形式

图5-23 U型管式换热器一、管式换热器的结构形式

第27页:板式换热器的结构

二、板式换热器的结构形式平板式换热器螺旋板式换热器板翘式换热器热板式换热器板式换热器

第28页:间壁式换热器的结构形式

三、特殊形式换热器回旋式换热器热管换热器同流式换热器特殊结构的换热器

第29页:换热器传热过程的强化

本页为「换热器传热过程的强化」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 第五章传热
  • 5.6换热器
  • 5.6.1间壁式换热器的结构形式5 .
  • 6.2换热器传热过程的强化

第30页:换热器传热过程的强化

在设备投资及输送功耗一定的条件下,获得较大的传热量,从而增大设备容量,提高劳动生产率;在设备容量不变的情况下使其结构更加紧凑,减少占地空间,节约材料,降低成本;在某种特定技术过程使某些工艺特殊要求得以实施等。强化传热力求使换热器在单位时间内、单位传热面积传递的热量尽可能增多。强化传热的意义概述

第31页:换热器传热过程的强化

强化传热的途径概述增大均可增加,以强化传热。

第32页:采用小直径管

  • 一、增大传热面积改进传热面的结构来提高单位体积的传热面积,而非靠增大换热器的尺寸。如:
  • (1)翅化面(肋化面)
  • (2)异形表面
  • (3)多孔物质结构
  • (5)采用小直径管

第33页:换热器传热过程的强化

二、增大平均温度差提高加热介质温度或降低冷却介质的温度采用逆流操作增加管壳式换热器的壳程数

第34页:防止结垢和及时除垢

  • 三、增大总传热系数减少热阻的主要方法有:
  • (1)提高流体的速度
  • (2)加大流体的扰动
  • (3)采用短管换热器
  • (4)防止结垢和及时除垢

第35页:传热过程强化效果的评价

本页为「传热过程强化效果的评价」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 第五章传热
  • 5.6换热器
  • 5.6.1间壁式换热器的结构形式5 .
  • 6.2换热器传热过程的强化
  • 5.6.3传热过程强化效果的评价

第36页:传热过程强化效果的评价

传热强化流动阻力增大综合考虑通常是在输送功率相等的前提下,比较传热系数的变化表明强化有效。

第37页:练习题目与思考题

练习题目

思考题

  • 什么是辐射传热,它有哪些特性?
  • 2.如何理解辐射传热中黑体和灰体的概念?
  • 3.强化换热器中传热过程可以从哪几方面入手?

作业题:19、20、211

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