辐射换热计算与规则.ppt

辐射换热的计算和规则
辐射换热的计算和规则
辐射换热的角系数
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。
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
辐射换热的计算和规则
角系数的定义及计算假设
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X2,1
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。
1、定义
3、角系数是一个纯粹的几何量，仅取决于表面的大小和相对位置。
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。
2、假设
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一个微元表面到另一个微元表面的角系数
. 角系数的性质
1、角系数的相对性
两微元面间的辐射
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两微元表面角系数的相对性表达式：
整理得：
同理：
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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：
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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：
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，
2、角系数的完整性
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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
3、角系数的可加性
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加的，对角系数符号中的第一个角码则不存在类似的关系。
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从表面2上发出而落到表面1上的辐射能，等于从表面2的各部分发出而落到表面1上的辐射能之和，于是有
角系数的上述特性可以用来求解许多情况下两表面间的角系数值
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直接积分法
代数分析法
几何分析法
求解角系数的方法
角系数的计算方法
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