传热学V4-第九章-辐射传热的计算课件.ppt
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- 传热学 V4 第九 辐射 传热 计算 课件
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1、第九章辐射传热的计算Shanghai Jiao Tong University传热学 Heat Transfer9-1 角系数的定义、性质与计算即便其它条件一致,两物体间的辐射换热量随表面的相对位置不同而存在较大的差异。(教材图9-1)Why角系数定义:表面1发出的辐射能落到表面2上的百分数称为表面1对表面2 的角系 数X1,2“发出”包含表面1自身的辐射和反射的辐射;“落到”不管表面2是否能够吸收;的总辐射能离开表面的辐射能并直接到达表面离开表面1212,1X角系数概念的假定:所研究的表面为漫射体 表面的辐射热流均匀角系数的基本属性:纯几何因子,与表面的温度和发射率无关。1,2222,111
2、2,1XEAXEAbb两黑体表面间的辐射换热量Shanghai Jiao Tong University传热学 Heat Transfer9-1 角系数的定义、性质与计算角系数的性质相对性完整性可加性角系数的相对性:两个表面间的角系数 X1,2和X2,1 不是独立存在的。(推导基于立体角概念和兰贝特定律)1,222,11XAXA两个有限大小表面1Shanghai Jiao Tong University传热学 Heat Transfer9-1 角系数的定义、性质与计算角系数的性质相对性完整性可加性角系数的完整性:由N个表面组成的封闭腔,有2niinXXXXX1,1,13,12,11,11表面1
3、为非凹表面(凸面或平面):X1,10表面1为凹表面:X1,10 发射面1自身凹表面非凹表面Shanghai Jiao Tong University传热学 Heat Transfer9-1 角系数的定义、性质与计算角系数的性质相对性完整性可加性角系数的可加性:设表面2由2A 和2B 两部分组成,有3BAXXX2,12,12,1表面1到表面2表面2到表面11,2221,2221,2BBAAXAAXAAX注意:1,21,21,2BAXXX角系数的直接相加仅适合角系数符号第二角码Shanghai Jiao Tong University传热学 Heat Transfer9-1 角系数的定义、性质与计
4、算角系数的计算直接积分法代数分析法几何分析法、蒙特卡罗法直接积分法:利用角系数的基本定义通过多重积分求解。1四重积分太复杂?常见几何结构角系数的求解查图表(教材图9-79-9、表9-1、9-2)Shanghai Jiao Tong University传热学 Heat Transfer9-1 角系数的定义、性质与计算角系数的计算直接积分法代数分析法几何分析法、蒙特卡罗法代数分析法:利用角系数的性质,通过求解代数方程组获得角系数的方法。2三个非凹表面组成的封闭系统(忽略垂直方向两端辐射能的逸出)2,333,222,31,31,333,113,21,21,222,113,12,1111XAXAXX
5、XAXAXXXAXAXX相对性完整性Shanghai Jiao Tong University传热学 Heat Transfer9-1 角系数的定义、性质与计算角系数的计算直接积分法代数分析法几何分析法、蒙特卡罗法代数分析法:利用角系数的性质,通过求解代数方程组获得角系数的方法。2三个非凹表面组成的封闭系统(忽略垂直方向两端辐射能的逸出)13212,12AAAAX13212,12llllX以线段长度表示Shanghai Jiao Tong University传热学 Heat Transfer9-1 角系数的定义、性质与计算角系数的计算直接积分法代数分析法几何分析法、蒙特卡罗法代数分析法:利用
6、角系数的性质,通过求解代数方程组获得角系数的方法。2两个非凹表面及假想面组成的封闭系统(垂直方向无限长)abadbdabXabbcacabXXXXbdabacabbdabacabcdab221,完整性Shanghai Jiao Tong University传热学 Heat Transfer9-1 角系数的定义、性质与计算角系数的计算直接积分法代数分析法几何分析法、蒙特卡罗法代数分析法:利用角系数的性质,通过求解代数方程组获得角系数的方法。2两个非凹表面及假想面组成的封闭系统(垂直方向无限长)的断面长度表面不交叉线之和交叉线之和1,22)()(AabbdacadbcXcdab又称为交叉线法。交
7、叉线和不交叉线均指虚拟的辅助线。Shanghai Jiao Tong University传热学 Heat Transfer9-2 被透热介质隔开的两固体表面间的辐射换热透热介质:不参与热辐射的介质。封闭腔模型:计算任一表面与外界的辐射换热,必须计及空间各方向辐射能的发射和接收。因此,计算对象必须是包含所研究表面的封闭腔。封闭腔边界可以是全部真实的,亦可部分虚拟的。封闭腔模型适用于黑体和漫灰表面间辐射换热计算。被透热介质隔开的两固体表面间的辐射换热两黑体表面两漫灰表面导热、对流传热辐射传热直接接触的物体物体表面间被真空或者透热介质隔开吸收比小于1,且存在对投入辐射的反射Shanghai Jia
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