第9章辐射换热计算_PowerVideoTmp

1、Calculation of Radiation Heat Transfer2传热学第九章传热学第九章v黑体表面间的辐射换热黑体表面间的辐射换热v 灰体表面间的辐射换热灰体表面间的辐射换热v角系数的确定方法角系数的确定方法v气体辐射的特点气体辐射的特点v太阳辐射太阳辐射3传热学第九章传热学第九章v辐射换热的推动力：辐射换热的推动力：诸表面之间温度不同诸表面之间温度不同v影响辐射换热的因素影响辐射换热的因素：物体表面的温度，表面形：物体表面的温度，表面形状及尺寸，表面间相对位置，表面的辐射及吸收状及尺寸，表面间相对位置，表面的辐射及吸收特性。特性。v分析对象：分析对象：黑表面、漫黑表面、漫- -

2、灰表面灰表面v实际物体分析中的假定实际物体分析中的假定：物体表面为恒温表面；：物体表面为恒温表面；为漫为漫- -灰表面；之间气体为透明体。灰表面；之间气体为透明体。v辐射换热阻力辐射换热阻力：空间热阻和表面热阻两大类。：空间热阻和表面热阻两大类。v辐射换热计算中最有效、应用最普遍的方法是辐射换热计算中最有效、应用最普遍的方法是封封闭空腔网络法闭空腔网络法。4传热学第九章传热学第九章非凹黑表面：辐射能量不会被自己吸收，遵循兰贝非凹黑表面：辐射能量不会被自己吸收，遵循兰贝特定律。特定律。5传热学第九章传热学第九章dA1投射到dA2的能量d1-2：dA2投射到dA1的能量d2-1：12212dAdA

3、b1122coscosdd dEA Ar21212dAdAb2122coscosdd dEA Ar12122122212dA ,dAdAdAdAdAb1b2122coscosddd()d dEEA Ar1212122121,2dA ,dAb1b2122coscosd()d dA AA AEEA Ar6传热学第九章传热学第九章v两表面之间的辐射换热量与两表面之间的两表面之间的辐射换热量与两表面之间的相对位置有很大关系；相对位置有很大关系；v由由A A1 1发射出的辐射能中只有一部分落到发射出的辐射能中只有一部分落到A A2 2上，上，同时，由同时，由A A2 2发射出的辐射能中只有一部分落发射出

4、的辐射能中只有一部分落到到A A1 1上。上。v引出角系数概念。引出角系数概念。7传热学第九章传热学第九章1 1、角系数、角系数X X1,21,2v定义：表面定义：表面1 1向半球空间辐射的能量投落向半球空间辐射的能量投落到表面到表面2 2上的百分数。是无量纲量。上的百分数。是无量纲量。角系数的互换性角系数的互换性8传热学第九章传热学第九章v仅表示离开某表面的辐射能中到达另一表仅表示离开某表面的辐射能中到达另一表面的百分数，而与另一表面的系数能力无面的百分数，而与另一表面的系数能力无关。关。v是一个纯粹的几何量，仅取决于表面的大是一个纯粹的几何量，仅取决于表面的大小和相对位置，与辐射物体是否是

5、黑体无小和相对位置，与辐射物体是否是黑体无关。关。v前提条件：前提条件：物体表面为漫射表面；物体表面为漫射表面；物体表面的辐射物性均匀，即温度均匀、发射物体表面的辐射物性均匀，即温度均匀、发射率及反射比均匀。率及反射比均匀。v特性：互换性。特性：互换性。9传热学第九章传热学第九章根据角系数定义，两黑体表面间的总辐射换根据角系数定义，两黑体表面间的总辐射换热量：热量： 与与I=U/RI=U/R相比较，有：相比较，有：10传热学第九章传热学第九章v描述了由于几何尺寸和相对位置的原因，描述了由于几何尺寸和相对位置的原因，使得从一个表面发射的辐射能量不能全部使得从一个表面发射的辐射能量不能全部到达另一

6、个表面而造成的辐射换热的阻力。到达另一个表面而造成的辐射换热的阻力。 v两黑体表面间辐射换热的热阻网络如图所两黑体表面间辐射换热的热阻网络如图所示。示。v取决于表面间的几何关系，当表面间的角取决于表面间的几何关系，当表面间的角系数越小或表面积越小，则能量从表面系数越小或表面积越小，则能量从表面1 1投射到表面投射到表面2 2上的空间热阻就越大。上的空间热阻就越大。 11传热学第九章传热学第九章如图所示为如图所示为n n个黑体表面组成了封闭空腔。个黑体表面组成了封闭空腔。1 1、封闭空腔某一黑体表面的净换热量：、封闭空腔某一黑体表面的净换热量： 2 2、角系数的完整性：、角系数的完整性： 注意：

7、 对于平面或凸表面等于对于平面或凸表面等于0，对于凹面不等于，对于凹面不等于0。 12传热学第九章传热学第九章njjijbjibinjijibjijinjbiijibjnjbinjjiiAXEAEAXEAXEAXEE1,1,1,11,)(表明：黑表面表明：黑表面i i与所有其他黑表面的总辐射换热量，与所有其他黑表面的总辐射换热量，就是黑表面就是黑表面i i发射的能量与诸黑表面向表面发射的能量与诸黑表面向表面i i投射能投射能量的差额。量的差额。13传热学第九章传热学第九章1 1、封闭空腔网络法、封闭空腔网络法 v首先所有表面必须形成封闭空腔。首先所有表面必须形成封闭空腔。v然后根据以下原则绘出

8、辐射换热热阻网络然后根据以下原则绘出辐射换热热阻网络图，如图所示分别为两个和三个黑体表面图，如图所示分别为两个和三个黑体表面组成封闭空腔时辐射换热热阻网络图。组成封闭空腔时辐射换热热阻网络图。14传热学第九章传热学第九章每个表面是一个结点，其热势为每个表面是一个结点，其热势为EbEb每两个表面间连接一个相应的空间热阻。每两个表面间连接一个相应的空间热阻。若某角系数为若某角系数为0 0，即空间热阻，即空间热阻，则相应，则相应两个表面间可以断开，不连接空间热阻。两个表面间可以断开，不连接空间热阻。若某表面绝热，则其为浮动热势，不与接若某表面绝热，则其为浮动热势，不与接地相连。称绝热表面或重辐射面。

9、地相连。称绝热表面或重辐射面。再根据辐射换热热阻网络图进行辐射换热再根据辐射换热热阻网络图进行辐射换热计算。计算。网络法要点：网络法要点：15传热学第九章传热学第九章两黑体表面：两黑体表面： 三个黑体表面：三个黑体表面：16传热学第九章传热学第九章v绝热表面又称重辐射表面，是指绝热良绝热表面又称重辐射表面，是指绝热良好，因而在由多个表面组成的辐射换热好，因而在由多个表面组成的辐射换热体系中净得失热量为零的表面。体系中净得失热量为零的表面。v实用价值：如各种加热炉、工业窑炉，实用价值：如各种加热炉、工业窑炉，如果炉墙隔热比较好，就可以近似视为如果炉墙隔热比较好，就可以近似视为绝热面。绝热面。v对

10、于有一个重辐射面的三表面辐射换热对于有一个重辐射面的三表面辐射换热体系来说，来自高温表面体系来说，来自高温表面1 1的热流必定等的热流必定等于流向低温表面于流向低温表面2 2的热流。而重辐射表面的热流。而重辐射表面3 3的的“电位电位”是是“浮动浮动”的，它的数值取的，它的数值取决于左右两个空间热阻的相对大小。决于左右两个空间热阻的相对大小。 17传热学第九章传热学第九章v从物理本质看，重辐射面本身没有净得失从物理本质看，重辐射面本身没有净得失热量，但是它对整个体系的换热状况产生热量，但是它对整个体系的换热状况产生了明显的影响。它为了明显的影响。它为1 1、2 2两个表面之间的两个表面之间的辐

11、射热交换提供了另一条并联途径。虽然辐射热交换提供了另一条并联途径。虽然从表面看流进、流出重辐射节点的热流恰从表面看流进、流出重辐射节点的热流恰好相等，像好相等，像“反射反射”一样，但是从物理概一样，但是从物理概念上不能把重辐射表面视为念上不能把重辐射表面视为1 1的纯反射的纯反射面。面。v存在重辐射表面时，辐射换热求解将简化，存在重辐射表面时，辐射换热求解将简化，只需用热阻串并联的办法就可以解出来。只需用热阻串并联的办法就可以解出来。 18传热学第九章传热学第九章19传热学第九章传热学第九章角系数：角系数：表面表面1 1、2 2之间没有直接辐射换热，仅是依靠绝热表之间没有直接辐射换热，仅是依靠

12、绝热表面面3 3间接地进行辐射换热，其换热量为：间接地进行辐射换热，其换热量为：213,11,33,223/210.252ArXXXAr 20传热学第九章传热学第九章根据辐射换热热阻网络图的特点，存在以下关系：根据辐射换热热阻网络图的特点，存在以下关系：从而得到容器壁从而得到容器壁3 3的温度的温度32, 33231 , 31311AXEEAXEEbbbb21传热学第九章传热学第九章一、有效辐射及有效投射一、有效辐射及有效投射为处理问题方便，定义：为处理问题方便，定义：有效辐射有效辐射：离开某表面单位面积上的辐射能量，：离开某表面单位面积上的辐射能量，J J，W/mW/m2 2。有效投射有效投

13、射：到达某表面单位面积上的辐射能量，：到达某表面单位面积上的辐射能量，G G，W/mW/m2 2。有效辐射把表面的自身发射和有效辐射把表面的自身发射和对外来投射的反射合并起来考对外来投射的反射合并起来考虑。虑。22传热学第九章传热学第九章1 1、净辐射换热量、净辐射换热量表面有效辐射为：表面有效辐射为：则该表面净辐射换热量为：则该表面净辐射换热量为：23传热学第九章传热学第九章 即为表面热阻。即为表面热阻。它只与物体表面辐射和吸收特性有关。图为辐射换它只与物体表面辐射和吸收特性有关。图为辐射换热热阻网络图。热热阻网络图。2 2表面热阻表面热阻对于漫对于漫- -灰表面，灰表面，=。合并上述两式，

14、有：。合并上述两式，有：24传热学第九章传热学第九章每个表面是一个结点，其热势为每个表面是一个结点，其热势为EbEb( (对于漫对于漫- -灰表面为有效辐射灰表面为有效辐射J)J)。每两个表面间连接一个相应的空间热阻。每两个表面间连接一个相应的空间热阻。每个表面与接地间连接一个表面热阻。每个表面与接地间连接一个表面热阻。若某角系数为若某角系数为0 0，即空间热阻，即空间热阻，则相应，则相应两个表面间可以断开，不连接空间热阻。两个表面间可以断开，不连接空间热阻。若某表面绝热，则其为浮动热势，不与接若某表面绝热，则其为浮动热势，不与接地相连。称绝热表面或重辐射面。地相连。称绝热表面或重辐射面。再根

15、据辐射换热热阻网络图进行辐射换热计算。网络法要点：网络法要点：25传热学第九章传热学第九章1 1、两个表面间的辐射换热、两个表面间的辐射换热两个漫两个漫- -灰表面组成封闭空腔，灰表面组成封闭空腔，其辐射换热热阻网络如图所示。其辐射换热热阻网络如图所示。换热量：换热量：分析：分析：1 1）修正因子）修正因子s s，称为系统发射率。，称为系统发射率。2 2）适用条件：仅适用于计算非凹表面。）适用条件：仅适用于计算非凹表面。26传热学第九章传热学第九章换热量：换热量： 空腔与内包壁空腔与内包壁特点特点换热量：换热量： 两个特例：两个特例：两无限大平壁两无限大平壁特点：特点：【例例9-29-2、9-

16、39-3】27传热学第九章传热学第九章12E1 J1 J2=G128传热学第九章传热学第九章29传热学第九章传热学第九章板板1 1的本身辐射的本身辐射 对板对板1 1的投入辐射即为板的投入辐射即为板2 2的有效辐射的有效辐射 板板1 1的反射辐射的反射辐射 板板1 1的有效辐射的有效辐射 板板2 2的有效辐射的有效辐射 板板1 1、2 2间的辐射换热量间的辐射换热量 30传热学第九章传热学第九章以三个漫以三个漫- -灰表面组成封闭空腔为例，其辐射换热热阻灰表面组成封闭空腔为例，其辐射换热热阻网络如图所示。网络如图所示。表面的净换热量：表面的净换热量：表面间的换热量：表面间的换热量： 31传热学

17、第九章传热学第九章有效辐射的确定有效辐射的确定应用电学的基尔霍夫定律应用电学的基尔霍夫定律流入每个结点的电流流入每个结点的电流(即即热流热流)总和为零总和为零，联立求解。，联立求解。32传热学第九章传热学第九章1 1） 分析封闭系统组成及各表面性质；分析封闭系统组成及各表面性质；2 2） 画等效电路图；画等效电路图；3)3) 列出各节点的热流列出各节点的热流( (电流电流) )方程组；方程组；4)4) 求解方程组，以获得各个节点的有效辐射；求解方程组，以获得各个节点的有效辐射；5)5) 利用公式利用公式 计算每个表面计算每个表面的净辐的净辐射热流量和表面间的辐射换热量。射热流量和表面间的辐射换

18、热量。iiiibiiAJE133传热学第九章传热学第九章34传热学第九章传热学第九章433213212, 112/ )(TEJJJREEbbbb35传热学第九章传热学第九章由于工程上的需求，经常需要强化或削弱辐射换热。由于工程上的需求，经常需要强化或削弱辐射换热。强化辐射换热强化辐射换热的主要途径有两种：的主要途径有两种： (1) (1) 增加发射率；增加发射率；(2) (2) 增加角系数。增加角系数。削弱辐射换热削弱辐射换热的主要途径有三种：的主要途径有三种： (1) (1) 降低发射率；降低发射率；(2) (2) 降低角系数；降低角系数； (3) (3) 加入隔热板。加入隔热板。其实插入防

19、热板相当于降低了表面发射率。其实插入防热板相当于降低了表面发射率。本节主要讨论这种削弱辐射换热的方式。本节主要讨论这种削弱辐射换热的方式。36传热学第九章传热学第九章11121424121 )T(Tqb,现在在两面之间插入一块发射率为现在在两面之间插入一块发射率为3 3 的遮热板，的遮热板，这样就组成了两个换热系统，如图所示这样就组成了两个换热系统，如图所示. .对于两个无限大平面组成的封闭系统，其单位表面积对于两个无限大平面组成的封闭系统，其单位表面积换热量为换热量为: :37传热学第九章传热学第九章稳态时有稳态时有: : 3212, 33, 12, 1214241b2, 1234243b2

20、, 3314241b3, 1111)TT(21111)TT(111)TT(qqqqqq可见，与没有遮热板时相比，辐射换热量减小了一半。当可见，与没有遮热板时相比，辐射换热量减小了一半。当加入加入n n块与壁面发射率相同的遮热板，则换热量将减少到块与壁面发射率相同的遮热板，则换热量将减少到原来的原来的1/1/（n n1 1）。即遮热板层数越多，遮热效果越好。）。即遮热板层数越多，遮热效果越好。38传热学第九章传热学第九章未加遮热板时：未加遮热板时： 在板间加入遮热板后：在板间加入遮热板后： 【例例9-79-7】39传热学第九章传热学第九章40传热学第九章传热学第九章不加遮热罩：不加遮热罩：加遮热

21、罩：加遮热罩：热电偶结点：热电偶结点：遮热罩：遮热罩：41传热学第九章传热学第九章v不加遮热罩不加遮热罩（热电偶结点为研究对象）（热电偶结点为研究对象）得热：对流换热得热：对流换热失热：结点对壁面的辐射热失热：结点对壁面的辐射热v加遮热罩：加遮热罩：结点：得热（对流）、失热（结点对遮热罩内结点：得热（对流）、失热（结点对遮热罩内壁面辐射）壁面辐射）遮热罩：得热（遮热罩：得热（ 内外壁面对流和结点对内壁内外壁面对流和结点对内壁面辐射）面辐射）失热（外壁面对排气管辐射）失热（外壁面对排气管辐射）42传热学第九章传热学第九章v不加遮热罩不加遮热罩（热电偶结点为研究对象）（热电偶结点为研究对象）v加遮

22、热罩：加遮热罩：)TT(A)tt (hAwcbcccgc44)TT(A)tt (hAscbcccgc44)TT(A)TT(A)tt (Ahwsbssscbccsgcs4444243传热学第九章传热学第九章v排气管内热电偶测温读数低于真实温度；排气管内热电偶测温读数低于真实温度；v测温误差为：测温误差为：tg-tctg-tcv减小测温误差的措施：减小测温误差的措施：提高提高twtw，保温，保温提高提高h h，对流热阻减小，抽气式热电偶，对流热阻减小，抽气式热电偶降低降低cc，减小辐射热阻，遮热罩，减小辐射热阻，遮热罩v若用热电偶测空调房间温度或冷管道气温，热电若用热电偶测空调房间温度或冷管道气温

23、，热电偶读数高于真实温度。偶读数高于真实温度。v在常温状态下，辐射散热量常与自然对流散热量在常温状态下，辐射散热量常与自然对流散热量处于同一数量级。处于同一数量级。44传热学第九章传热学第九章建立热电偶头部能量平衡式：建立热电偶头部能量平衡式：可以看出，因温度计头部和管壁之间的辐射换热造成的测温可以看出，因温度计头部和管壁之间的辐射换热造成的测温误差为误差为 （tgt1），），它与它与1、t2、h1有关，要减少测温误差，有关，要减少测温误差，可以提高可以提高 t2、h1，减小减小1。最有效的措施是提高最有效的措施是提高t2和添加遮和添加遮热罩。热罩。例例9-845传热学第九章传热学第九章 漫射

24、表面间的辐射换热计算，必须先漫射表面间的辐射换热计算，必须先要知道它们之间的辐射角系数。求角系要知道它们之间的辐射角系数。求角系数的常用方法有：数的常用方法有： (1)(1)直接积分法直接积分法 (2)(2)数值计算方法数值计算方法 (3)(3)图解方法图解方法 (4)(4)代数方法代数方法 (5)(5)几何投影方法几何投影方法( (单位球法单位球法) )，这里主要介绍积分法和代数法。这里主要介绍积分法和代数法。46传热学第九章传热学第九章直接用角系数的公式进行积分得出。直接用角系数的公式进行积分得出。2221221coscosdArXA,AdA 此法太烦，有人做成图表，供查阅此法太烦，有人做

25、成图表，供查阅P242P242、243243图图 222222A)x(RxdxR2224DRD 0222222)x(RdxRD/一一. .积分法积分法47传热学第九章传热学第九章48传热学第九章传热学第九章49传热学第九章传热学第九章注意：查图时，严格按图示确定注意：查图时，严格按图示确定X、Y、Z的值。的值。50传热学第九章传热学第九章1 1、角系数的性质、角系数的性质代数法是以角系数的性质为基础的。互换性：互换性：完整性：完整性： 分解性：（如图所示）分解性：（如图所示） 二二.代数法代数法51传热学第九章传热学第九章发射面被分解：发射面被分解：受射面被分解：受射面被分解： 52传热学第九

26、章传热学第九章例例1 1：三个非凹表面构成的封闭系统，如图三个非凹表面构成的封闭系统，如图完整性：完整性：1112.31.33.21.23.12.1XXXXXX相对性：相对性：2 . 333 . 221 . 333 . 111 . 222 . 11XAXAXAXAXAXA六个方程六个未知数可解六个方程六个未知数可解13212 .12AAAAX 三、举例三、举例53传热学第九章传热学第九章例例2 2：任意两个不相交非凹表面，：任意两个不相交非凹表面，如图如图做辅助线做辅助线acac，bdbd由完整性由完整性1.bdabacabcdabXXXbdabacabXXX.2 . 11 再作辅助线再作辅助

27、线adad、bcbc，则成为两个三表面封闭系统。，则成为两个三表面封闭系统。abbcacabXacab2.abadbdabXbdab2.于是于是abadbdababbcacabX2212 . 1 abbdacadbcabadbdabbcacabab2)()(22 的的长长度度表表面面不不交交线线之之和和交交叉叉线线之之和和12 54传热学第九章传热学第九章例例3 3、求空腔内壁面、求空腔内壁面2 2对开口对开口1 1的角系数。的角系数。利用角系数的互换性和完整性利用角系数的互换性和完整性即可求出。作辅助面即可求出。作辅助面1 1，如图所，如图所示。由于壁面示。由于壁面2 2为凹表面，为凹表面，

28、所以所以由角系数的互换性由角系数的互换性但但55传热学第九章传热学第九章56传热学第九章传热学第九章各种气体辐射和吸收特性差异较大各种气体辐射和吸收特性差异较大v单原子气体和某些分子结构为对称型双原单原子气体和某些分子结构为对称型双原子气体子气体( (如如O2O2、N2N2、H2H2等等) )，仅具有微弱的，仅具有微弱的辐射和吸收能力，一般可认为属热辐射的辐射和吸收能力，一般可认为属热辐射的透明介质；透明介质；v三原子、多原子及分子结构为不对称型的三原子、多原子及分子结构为不对称型的双原子气体（如双原子气体（如CO2CO2、H2O(g)H2O(g)、SO2SO2、CH4CH4、COCO）等，具

29、有较强的辐射和吸收能力。）等，具有较强的辐射和吸收能力。57传热学第九章传热学第九章 如图所示为具有辐射和吸收能力气体的辐射和如图所示为具有辐射和吸收能力气体的辐射和吸收光谱，可见其辐射和吸收特性具有明显的选吸收光谱，可见其辐射和吸收特性具有明显的选择性，即仅在某些波长范围内具有辐射和吸收能择性，即仅在某些波长范围内具有辐射和吸收能力，而对应波长范围称为光带。力，而对应波长范围称为光带。由于辐射对波长具有选择性，所以气体不能作灰体。由于辐射对波长具有选择性，所以气体不能作灰体。58传热学第九章传热学第九章气体气体 gg1透明固体透明固体 159传热学第九章传热学第九章 固体和液体的辐射和吸收是

30、在表面进固体和液体的辐射和吸收是在表面进行的，而气体则在其整个容积内进行的。行的，而气体则在其整个容积内进行的。光带内辐射能量减弱的程度与射线行程光带内辐射能量减弱的程度与射线行程以及气体的温度、分压力有关，即：以及气体的温度、分压力有关，即： ),(,spTfg60传热学第九章传热学第九章可以看出光谱辐射强度穿过气体层是按指数规律可以看出光谱辐射强度穿过气体层是按指数规律减弱的。减弱的。某波长射线穿过气体层时的减弱某波长射线穿过气体层时的减弱 sIIsxKII,0, dd0 x,x,)exp(0,s,sKII61传热学第九章传热学第九章1. 1. 气体的光谱吸收比和光谱发射率气体的光谱吸收比

31、和光谱发射率,g1 exp()k ps ,g,g1 exp()k ps 2 2气体的发射率气体的发射率gb0g4bg1 exp()dk ps ET62传热学第九章传热学第九章63传热学第九章传热学第九章燃烧产生的烟气中混合气体的发射率为燃烧产生的烟气中混合气体的发射率为 OHCOg223 3气体的吸收比气体的吸收比gOHCOg224 4射线平均行程射线平均行程AVCs464传热学第九章传热学第九章q q = =气体发射的热量气体吸收的热量气体发射的热量气体吸收的热量 )(4wg4ggb4wbg4gbgTTTT外壳为黑体外壳为黑体外壳不为黑体外壳不为黑体)(4wg4ggbw4wbgw4gbgwT

32、TATATA)(4wg4ggbwTTA65传热学第九章传热学第九章v随着燃料种类与燃烧方式的不同，在炉膛随着燃料种类与燃烧方式的不同，在炉膛中燃烧生成的火焰可分为三种类型：中燃烧生成的火焰可分为三种类型：不发光火焰不发光火焰半发光火焰半发光火焰发光火焰发光火焰 ,f,f1exp()K s 4b0bf,fdTEb04b1 exp()dK s ET66传热学第九章传热学第九章一一 太阳及太阳常数太阳及太阳常数地球上的一切生命过程，以及大多数的地理过地球上的一切生命过程，以及大多数的地理过程，基本的能量均来源于太阳辐射。程，基本的能量均来源于太阳辐射。 太阳的表面温度较高，它发射出的射线，波长太阳的

33、表面温度较高，它发射出的射线，波长相应较短，所以人们也称太阳辐射为短波辐射，相应较短，所以人们也称太阳辐射为短波辐射，以区别于从地球向外发射的长波辐射。以区别于从地球向外发射的长波辐射。太阳向周围辐射的能量只有极少部分射向地球。太阳向周围辐射的能量只有极少部分射向地球。 太阳常数：太阳常数：指位于地球的大气层外，在日地平指位于地球的大气层外，在日地平均距离上，垂直于太阳射线的均距离上，垂直于太阳射线的1 1平方米面积上，平方米面积上，所接受的太阳辐射能数值。所接受的太阳辐射能数值。 1353W/m1353W/m2 267传热学第九章传热学第九章v此值与地理位置或一天中的时间无关；此值与地理位置

34、或一天中的时间无关；v由于距离的变化等原因，一年中太阳常数由于距离的变化等原因，一年中太阳常数变化在变化在3.4%3.4%；v长期变化幅度超过长期变化幅度超过1%1%时，可能引起地球平时，可能引起地球平均温度变化均温度变化1 12K2K。v实际到达地面在与太阳射线垂直的单位面实际到达地面在与太阳射线垂直的单位面积上的辐射能，将小于太阳常数。积上的辐射能，将小于太阳常数。68传热学第九章传热学第九章v大气层中的大气层中的H H2 2O O、COCO2 2、O O3 3、O O2 2对太阳辐射有对太阳辐射有吸收作用，且具有很强的选择性；吸收作用，且具有很强的选择性；v太阳辐射在大气层中遇到空气分子

35、和微小太阳辐射在大气层中遇到空气分子和微小尘埃就会产生散射；（天空呈蓝色的原因）尘埃就会产生散射；（天空呈蓝色的原因）v大气中的云层和较大的尘粒，对太阳辐射大气中的云层和较大的尘粒，对太阳辐射起反射作用；起反射作用；v与太阳辐射通过大气层的行程有关。与太阳辐射通过大气层的行程有关。69传热学第九章传热学第九章v大气层温室效应大气层温室效应 大气层对地面的保温作用，大气层能让大部分大气层对地面的保温作用，大气层能让大部分太阳辐射投射到地面，而地面辐射中太阳辐射投射到地面，而地面辐射中95%95%以上能量以上能量分布在分布在350350微米，它不能穿透大气层，这样就减微米，它不能穿透大气层，这样就

36、减少了地面的辐射热损失。少了地面的辐射热损失。v大气的远红外窗口大气的远红外窗口 在在8 81313微米的波段内，大气层中所含微米的波段内，大气层中所含CO2CO2、H2OH2O的吸收比很小，透射比较大，且此波段正处于的吸收比很小，透射比较大，且此波段正处于地面物体本身辐射远红外区。地面物体通过这一地面物体本身辐射远红外区。地面物体通过这一窗口向宇宙空间辐射散热，达到一定冷却效果。窗口向宇宙空间辐射散热，达到一定冷却效果。70传热学第九章传热学第九章v大气层温室效应大气层温室效应 大气层对地面的保温作用，大气层能让大气层对地面的保温作用，大气层能让大部分太阳辐射投射到地面，而地面辐射大部分太阳

37、辐射投射到地面，而地面辐射中中95%95%以上能量分布在以上能量分布在350350微米，它不能穿微米，它不能穿透大气层，这样就减少了地面的辐射热损透大气层，这样就减少了地面的辐射热损失。失。v玻璃温室效应玻璃温室效应 玻璃对玻璃对3 3微米以上的长波辐射基本不透过，微米以上的长波辐射基本不透过，因此室内常温下物体所辐射的长波射线被因此室内常温下物体所辐射的长波射线被阻隔在室内。阻隔在室内。71传热学第九章传热学第九章由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。它会带来以下列几种它会带来以下列几种严重恶果严重恶果： 1) 1) 地球上的病虫害增加；地球上的病虫害增加；2)