文档介绍：第九章
主要内容:
§9-1 角系数的定义、性质及计算
§9-2 被透热介质隔开的两固体表面间的辐射换热
§9-3 多表面系统辐射换热的计算
§9-4 辐射换热的强化与削弱
表面相对位置的影响
A图中两表面无限接近,相互间的换热量最大;
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,从而影响到换热量。
§9-1 角系数的定义、性质及计算
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
一、角系数的定义
角系数是进行辐射换热计算时空间热阻的主要组成部分。
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。
同理,表面 2 发出的辐射能中落到表面 1 上的百分数称为表面 2 对表面 1 的角系数,记为X 2, 1。
二、角系数的性质
研究角系数的性质是用代数法(代数分析法)求解角系数的前提:
假定:(1)所研究的表面是漫射的;
(2)在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。
一个微元表面到另一个微元表面的角系数
两微元面间的辐射
⑴角系数的相对性
Lb1:定向辐射强度,W/(m2·sr)
dΩ:立体角,sr( 球面度)
(1)
同理:
(2)
整理(1)、(2)式得:
(3)
(3)式为两微元表面角系数的相对性表达式
(2)两个有限大小表面之间角系数的相对性
当时,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:
(4)
⑵角系数的完整性
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各表面上。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:
(5)
角系数的完整性
注:若表面1为非凹表面时,X1,1 = 0;若表面1为凹表面,
⑶角系数的可加性
从表面 1 上发出而落到表面 2 上的总能量,等于落到表面 2 上各部分的辐射能之和,于是有
如把表面 2 进一步分成若干小块,则有
(6)