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工频熔铜炉的辐射传热机理

辐射传热
辐射传热的机理是,互相不接触的物体,热能以电磁波的形式,从高温物体传给低温 物体。
任何温度高于绝对零度的物体都有热辐射能力,从它的表面发出电磁波,波长范围(即 波谱)取决于材质。一般,固体热辐射是全波谱辐射,它放出的电磁波的波长从零到无穷大; 而流体是选择性辐射,只能辐射有限波长的电磁波,其波谱是不连续的。
一物体对来自另一物体的热辐射,可能有三种反应:部分吸收,部分反射,部分透过。即
E = EA + EB+ Ec
式中,£为另一物体发出的投射到受辐射物体表面的辐射热(功率密度),(W/m2);£A为被吸 收的热;£B为反射的热;£c为透过的热。绝大多数固体的为零,是热射线的不透明体。对 外来热射线能完全吸收的物体叫绝对黑体,否则称为灰体。实际的物体都是灰体。
绝对黑体是理想物体,它的模型是一个不透过热射钱的空腔,仅有一个极小的孔,外来 的热射线一旦从该孔进人空腔内,就被封闭而完全吸收。当然,绝对黑体的辐射能力,即其 热功率密度(W/m2)也是较大。斯蒂芬-玻耳兹曼定律确定,绝对黑体的辐射能力


式中,是绝对黑体辐射系数,其值为5.672W/(m2*K4)。上式又称四次方定律。
在同一温度下,灰体的辐射能力小于绝对黑体,灰体的辐射系数C与Q)之比称为灰体 的黑度e0灰体的辐射能力
-E = eE0 = eC0(^) =C{m)
干燥的空气近似是辐射热的透热体。热物体放在大气中的辐射散热可以利用上式计算。
表2-4中的简图是由两个灰体表面构成的封闭体系,彼此进行热辐射时,热能由高温体 表面传给低濕体表面.在中间不存在吸收性介质时的辐射热流„

称为导来辐射系数,[W/(m2_K4)];T为物体表面的绝对温度,K;e为物体表面的黑度;S 为传热表面积,m2;P为角度系数,见表2-4。两表面之间角度系数仅取决于相互的位置,是 单纯的几何参数。角度系数的两位数下标,第一位数表示辐射面,第二位数表示受辖射面。
的物理意义是,由表面1发射的辐射热中到达表面2的份额,而^21则表示表面2发射的 辐射热到达表面1的份额。
由多个表面组成封闭辐射传热体系,根据能量不灭定律,一表面对其余表面的诸角度系 数之和等于1,即

上式表明,隔板可以减少辐射热,实质是增加隔板,就加大热阻,也就减小热流。例如, 若有两块板和三块板两种情况,黑度都相等,较内侧温度相等,较外侧温度也相等,则辐射热 流相差一倍。



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