浙江大学传热学ppt课件
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辐射换热的强化一、辐射换热基本原理参考传热学教材,从P. 406开始有具体过程的分析。
结论:两表面之间的净辐射换热可表示为表面1到表面2的有效辐射与表面2到表面1的效辐射之差。
强化方法分析由上式分析,要强化辐射传热即使Φ增加,有以下方法1、对于高温表面1,就需要增大A 1、T 1和ε1,产生更多辐射能2、增加F 12,使尽可能多的辐射能落到表面2上;3、对于表面2,需要增大A 2和α2以吸收尽可能多的辐射能,减小ε2 和T 2以减小对外本体辐射,但是对于黑体和漫灰体来说,其α和ε是相等的,所以需要开发α大而ε小的材料;4、对于多个表面来说,其角系数是相互影响的,故对于其选择还需具体分析。
5、气体辐射的增强可从增加气体黑度着手吸收性表面提高表面黑度:提高物体表面热辐射率的方法:如铝表面阳极氧化、喷漆以及喷涂辐射散热涂料(因为一般油漆的表面热辐射率已经接近1,所以单从强化热辐射的角度,热辐射涂料不会比油漆的散热效果好很多)等。
(1)油漆油漆的表面发射率较高,可以用来喷涂于散热器表面,增强辐射换热,不过油漆导热系数较低,所以要控制油漆喷涂的厚度。
(2)碳化硅碳化硅(SiC)具有较高的导热系数,以及较高的表面辐射率(0.82~0.92),常被用作增大物体表面发射率的涂料成分。
台湾凯乐士股份有限公司碳化硅材料开发的散热涂料已应用于铝合金散热鳍片表面之喷涂。
其碳化硅辐射涂料导热系数130~160 W/K-m,辐射率约0.9。
炉膛内辐射换热强化在炉子的设计或改造中,适当提高高温段炉膛高度以提高炉膛内表面积,增加炉围展开度或在炉膛内壁表面上布设许多凸起物以提高炉膛内换热面积,在不增加炉膛高度的情况下增加炉围展开度。
1 采用高热值的燃料,改善燃烧方式,最终目的是提高火焰温度Thy 。
2 采用火焰增碳等技术提高系统黑度a xt。
火焰中具有辐射能力的粒子主要有:三原子气体、焦炭粒子、灰粒、炭黑粒子。
其中焦炭粒子和炭黑粒子的辐射能力最强,因此火焰增碳可以提高火焰黑度。
传热学课件引言传热学是研究热量传递规律的学科,是工程热力学和流体力学的重要分支。
在实际工程应用中,传热问题无处不在,如能源转换、化工生产、建筑环境等领域。
因此,掌握传热学的基本原理和方法,对于工程技术人员来说具有重要意义。
本文将简要介绍传热学的基本概念、原理和方法,并探讨其在工程实际中的应用。
一、传热学基本概念1.热量传递方式热量传递方式主要包括三种:导热、对流和辐射。
(1)导热:热量通过固体、液体或气体的分子碰撞传递,其传递速率与物体的导热系数、温度差和物体厚度有关。
(2)对流:热量通过流体的宏观运动传递,其传递速率与流体的流速、密度、比热容和温度差有关。
(3)辐射:热量以电磁波的形式传递,其传递速率与物体表面的温度、发射率和距离有关。
2.传热方程传热方程是描述热量传递规律的数学表达式,主要包括傅里叶定律、牛顿冷却公式和斯蒂芬-玻尔兹曼定律。
(1)傅里叶定律:描述导热过程中热量传递的规律,公式为Q=-kA(dT/dx),其中Q表示热量传递速率,k表示导热系数,A表示传热面积,dT/dx表示温度梯度。
(2)牛顿冷却公式:描述对流过程中热量传递的规律,公式为Q=hA(TwTf),其中Q表示热量传递速率,h表示对流换热系数,Tw 表示固体表面温度,Tf表示流体温度。
(3)斯蒂芬-玻尔兹曼定律:描述辐射过程中热量传递的规律,公式为Q=εσA(T^4T^4),其中Q表示热量传递速率,ε表示发射率,σ表示斯蒂芬-玻尔兹曼常数,T表示物体表面温度。
二、传热学原理和方法1.传热问题的分类传热问题可分为稳态传热和非稳态传热两大类。
(1)稳态传热:系统内各部分温度不随时间变化,热量传递速率恒定。
(2)非稳态传热:系统内各部分温度随时间变化,热量传递速率随时间变化。
2.传热分析方法(1)解析法:通过对传热方程的求解,得到温度分布和热量传递速率。
适用于简单几何形状和边界条件的问题。
(2)数值法:采用数值离散化方法求解传热方程,适用于复杂几何形状和边界条件的问题。