传热学-第八章-辐射换热的计算
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《传热学》计算题总结一、 题型导热换热、对流换热、辐射换热、换热器 二、 公式小结1、 平壁稳态导热 第一类边界条件: 1) 单层:xt t t t w w w δ121--=221/)(m W t t q w w -=δλ多层∑∑=+=+-=-=ni in n i i in R t t t t q 1,11111λλδ第三类边界条件:传热问题2112111h h t t q n i i f f ++-=∑=λδ单位W/m 22、 圆筒壁稳态导热第一类边界条件 单层:121121r r n r r nt t t t w w w =--()12212112212r r n l t t t t r r n lw w w w πλπλ-=-=Φ多层:∑=++-=Φn i ii i n w w r r n l t t 111,1121 λπ第三类边界条件:1211112121ln 2121+=+++-=∑n n i i if f l r h ri r r h t t q ππλπ单位:W/m3、 对流换热 牛顿冷却公式:[]W )(f w t t hA Φ-=吸放热热量(热对流):tvc t t mc p f f p ∆=-=Φρ)(21平板对流换热表面换热系数h管内对流换热表面换热系数h :n Nu Pr Re023.08.0=(紊流,流体被加热n=0.4,流体被冷却 n=0.3)对流换热解题步骤1)定性温度→查物性,下标f 由t f 确定,下标w 由t w 确定; 2)由Re 判断流态;3)据Re 选择准则关联式计算Nu f ; 4)计算h 。
注意:1)外掠平板定性温度tm=1/2(tw+tf);管内定性温度tf 2)外掠平板临界Re=5×105;管内临界Re=104 3)换热量据牛顿冷却公式计算。
4、辐射换热斯蒂芬-玻尔兹曼定律(四次方定律): (黑体)两表面封闭体系的辐射换热量:(实际表面)几种特殊情况的简化式: (a ) X 1-2=1时:(其中一个表面为平面或凸表面)(b )A 1=A 2 时:(两无限大平壁之间)(c) A 1/A 2≈0 时 (空腔与内包壁)遮热板:111)T T (21214241b 2,1-+-=εεσq5、换热器设计计算传热过程方程式m t kA ∆=Φ;minmax minmax t lnt t t t m ∆∆∆-∆=∆热平衡式)()(22221111t t c M t t c M '-''=''-'=Φ, 其中M 为质量流量kg/s,c 为定压比热,由对应算术平均温度确定。
第8章热辐射基本定律和辐射特性(复习题解答)【复习题8-1】什么叫黑体?在热辐射理论中为什么要引入这一概念?答:吸收比α=l的物体叫做黑体。
黑体完全吸收投入辐射,从黑体表面发出的辐射都为自身辐射,没有反射,因而黑体辐射的特性反映了物体辐射的规律,这为研究实际物体的辐射提供了理论依据和简化分析的基础。
【复习题8-2]温度均匀的空腔壁面上的小孔具有黑体辐射的特性,那么空腔内部壁面的辐射是否也是黑体辐射?答:空腔内部壁面不一定是黑体辐射。
小孔之所以呈现黑体特性,是因为辐射在空腔内经历了多次的吸收和反射,辐射能基本基本都被内壁面吸收,从小孔射出的辐射能基本为零。
【复习题8-3]试说明,为什么在定义物体的辐射力时要加上“半球空间”及“全部波长”的说明?答:因为辐射表面会向半球空间各个方向辐射能量,且辐射能中包含各种波长的电磁波,而辐射力必须包括辐射面辐射出去的所有能量,所以要加上“半球空间”和“全部波长”的说明。
【复习题8-4】黑体的辐射能按波长是怎样分布的?光谱辐射力E根的单位中分母的“n?”代表什么意义?答:黑体辐射能按波长的分布服从普朗克定律。
光谱辐射力单位中的分母“n?”代表了单位辐射面积“n?”和辐射的电磁波单位波长范围“m”的意思。
【复习题8-5]黑体的辐射能按空间方向是怎样分布的?定向辐射强度与空间方向无关是否意味着黑体的辐射能在半球空间各方向上是均匀分布的?答:黑体辐射能按空间方向分布服从拦贝特定律。
定向辐射强度与空间方向无关并不意味着黑体的辐射能在半球空间是均匀分布的。
因为定向辐射强度是指单位可见辐射面积,而在空间不同方向可见辐射面积是不同的,辐射能在各个方向也不同。
【复习题8-6】什么叫光谱吸收比?在不同光源的照耀下,物体常呈现不同的颜色,如何解释?答:光谱吸收比是指物体对某一特定波长的投入辐射所吸收的百分比。
在光源照射下,物体会吸收一部分辐射,并反射一部分辐射,物体呈现的是反射光的颜色,因而光源不同,反射光也会不同,物体也会呈现不同的颜色。