辐 射 传 热

  总辐射系数C1-2值取决于壁面的性质（φ值）和两个壁面的 几许要素（形状、巨细和方位等），几种典型辐射情况下C1-2 核算式列于表4-5中。角系数φ标明从外表1发射的总热辐射能 中，抵达外表2上的分数，其值与两物体外表形状、尺度、间隔 等有关。若两平行面面积很大且间隔很近时，取φ=1；若两平 行面面积巨细有限，每个壁面所发射的辐射能只需部分投射到 对方壁面上时，φ可依据壁面形状与两壁面间间隔的比值，从 图4-14查得。

  Q=αTSw（tw-t）（4-47 式中 αT——对流-辐射联合传热系数，W/(m2·℃)。 关于有保温层的设备，其外壁与周围环境的联合传热系数αT可用 如下公式预算。

  若R=1，则标明该物体能悉数反射投射其上的辐射能，这种物 体称为镜体或肯定白体，如磨光的铜镜R≈0.97。

  若D=1，则标明该物体能透过悉数辐射能，这种物体称为透热 体，如单原子和对称双原子的气体可视为透热体。

  物体的吸收率、反射率和透过率的巨细取决于物体的性质、 外表情况及辐射能的波长等。一般固体和液体都是不透热体， 即D=0，AR=1。

  物体因热的原因以电磁波的方法向外发射能量的进程称为热辐射， 热辐射的波长规模可从零到无限大，但热效应明显的波长规模为0.4～ 20μm，其间可见光的波长规模为0.4～0.8μm，红外光的波长规模 0.8～20μm。可见，辐射传热首要发生在近红外区。

  热辐射和光辐射的实质彻底相同，两者的差异仅在于波长规模不 同。它们都遵守反射和折射规律，能在均一介质中作直线传播。在真 空和大多数的气体（惰性气体和对称双原子气体）中，热射线可彻底 透过，可是对大多数的固体和液体，热射线则不能透过。

  在同一温度下，实践物体的辐射才能均小于黑体的辐射 才能。不同物体的辐射才能也有很大的不同。通常以黑体的辐 射才能为基准，引进黑度的概念。

  在同一温度下，实践物体的辐射才能与黑体的辐射才能 之比，界说为物体的黑度，用ε标明，即

  设备保温层外常包有一层薄金属皮，为削减热辐射 丢失，此层金属皮的黑度值是大了好仍是小了好？其黑 度值与资料的色彩、光洁度的联系又是怎么？

  工业上常遇到两固体间的彼此辐射传热。一般用下式标明高 温物体对低温物体的辐射传热速率：

  式中 Q1-2——净辐射传热速率，W； C1-2——总辐射系数，W/（m2·K4）； S——辐射面积，m2； T1，T2——分别为高温文低温外表温度，K； φ——角系数，无因次。

  物体向外发射辐射能的一起，也不断地吸收周围其他物体 发射的辐射能，并将吸收的辐射能转变为热能。其净结果是高 温物体向低温物体传递了能量。若两个换热物体的温度持平， 则物体间净辐射传热量等于零。

  物体的辐射才能是 指物体在必定的温度下 单位外表积、单位时刻 内所发射的悉数波长的 总能量，用E标明，单位 为W/m2。

  如图4-13所示，当投射在某一物体外表上的总辐射能为Q时， 若有一部分能量QA被吸收，一部分能量QR被反射，余下的能量QD 透过物体。依据能量守恒规律，可得

  若A=1，则标明该物体能悉数吸收投射其上的辐射能。这种物 体称为肯定黑体，简称黑体。但应指出，黑体是一理想化的观念， 实践上彻底的黑体并不存在，仅供在热辐射核算中作为比较的规范， 如无光泽的黑煤A≈0.97。

  只需已知物体的黑度，便可由上式求得该物体的辐射才能。 物体的黑度标明实践物体接近于黑体的程度。黑度值取决于物 体的性质、温度及外表情况（如外表粗糙度及氧化程度），一般由 试验测得。常见的工业资料的黑度列于表4-4中。

  理论证明，任何实践物体的辐射才能与其吸收率的联系满意下式： 式（4-45）为基尔霍夫规律的数学表达式。该式标明任何物体的 辐射才能和吸收率的比值恒等于同温度下黑体的辐射才能，即仅和物体 的温度有关。实践物体的吸收率均小于1，故在任一温度下，黑体的辐 射才能最大。并且物体的吸收率愈大，其辐射才能也愈大。 比较式（4-43）和式（4-45），可以精确的看出A=ε，即在同一温度下， 物体的吸收率在数值上等于该物体的黑度，因而，实践物体吸收率均可 用其黑度的数值。

  图4-14 平行面间辐射传热角系数图 1.圆盘形 2.正方形 3.长方形（边长之比为2∶1） 4.长方形（细长）

  当设备的外壁面温度高于环境和温度时，热能将有壁面向环境流失， 这部分流失的热量称为热丢失。

  在化工生产中，许多设备的外壁温度常高于环境和温度，此刻热量 将以对流和辐射两种方法自壁面向环境传递而引起热丢失。可用下式 核算，即

  Eb=σoT4(4-41) 式中 Eb——黑体辐射才能，W/m2； T——黑体外表的热力学温度，K； σFra Baidu bibliotek ——黑体的辐射常数，其值为5.67×10-8W/（m2·K4）。 式（4-41）即为斯蒂芬-波尔茨曼规律。为了工程核算上的便利，通 常将式（4-41）写成如下方法：