传热学-第九章

1、第九章第九章 辐射换热的计算辐射换热的计算9-1 9-1 角系数的定义、性质及计算角系数的定义、性质及计算 前面讲过，热辐射的发射和吸收均具有空间方向特性，因前面讲过，热辐射的发射和吸收均具有空间方向特性，因此，表面间的辐射换热与表面几何形状、大小和各表面的相此，表面间的辐射换热与表面几何形状、大小和各表面的相对位置等几个因素均有关系，这种因素常用角系数来考虑。对位置等几个因素均有关系，这种因素常用角系数来考虑。角系数的概念是随着固体表面辐射换热计算的出现与发展，角系数的概念是随着固体表面辐射换热计算的出现与发展，于于2020世纪世纪2020年代提出的，它有很多名称，如，形状因子、可年代提出的

2、，它有很多名称，如，形状因子、可视因子、交换系数等等。但叫得最多的是角系数。值得注意视因子、交换系数等等。但叫得最多的是角系数。值得注意的是，角系数只对漫射面的是，角系数只对漫射面( (既漫辐射又漫发射既漫辐射又漫发射) )、表面的发射、表面的发射辐射和投射辐射均匀的情况下适用。辐射和投射辐射均匀的情况下适用。1. 1. 角系数的定义角系数的定义 在介绍角系数概念前，要先温习两个概念在介绍角系数概念前，要先温习两个概念(1)(1)投入辐射投入辐射：单位时间内投射到单位面积上的总辐射能，记为：单位时间内投射到单位面积上的总辐射能，记为G G。下面介绍角系数的概念及表达式。下面介绍角系数的概念及表

3、达式。(1) 角系数角系数：有两个表面，编号为：有两个表面，编号为1和和2，其间充满透明介，其间充满透明介质，则表面质，则表面1对表面对表面2的角系数的角系数X1,2是：表面是：表面1直接直接投射到投射到表面表面2上的能量，占表面上的能量，占表面1辐射能量的百分比。即辐射能量的百分比。即(2)有效辐射有效辐射：单位时间内离开单位：单位时间内离开单位面积的总辐射能为该表面的有效面积的总辐射能为该表面的有效辐射，参见图辐射，参见图9-1 。包括了自身。包括了自身的发射辐射的发射辐射E和反射辐射和反射辐射 G。G为投射辐射。为投射辐射。图9-1 有效辐射示意图 的有效辐射表面的投入辐射对表面表面12

4、12, 1X同理，也可以定义表面同理，也可以定义表面2对表面对表面1的角系数。从这个概的角系数。从这个概念我们可以得出角系数的应用是有一定限制条件的，念我们可以得出角系数的应用是有一定限制条件的，即即漫射面、等温、物性均匀漫射面、等温、物性均匀(9-1)(2) (2) 微元面对微元面的角系数微元面对微元面的角系数 如图如图9-29-2所示，黑体微元面所示，黑体微元面d dA1A1对微元面对微元面d dA2A2的角系数记的角系数记为为X Xd1,d2d1,d2，则根据前面的定义式有，则根据前面的定义式有22121b11112, 1coscosddEddcosrAAALXbdd类似地有类似地有22

5、111, 2coscosdrAXdd(3) (3) 微元面对面的角系数微元面对面的角系数 由角系数的定义可知，微元面由角系数的定义可知，微元面dAdA1 1对面对面A A2 2的角系数为的角系数为图图9-2 9-2 两微两微元面间的辐射元面间的辐射(9-2b)2222, 112, 112, 12, 1AddAddddAdddXX11,21 ,2AdddXX(4) (4) 面对面的角系数面对面的角系数 面面A A1 1对面对面A A2 2的角系数的角系数X X1,21,2以及面以及面A A2 2对面对面A A1 1的角系数的角系数X X2,12,1分别分别为为 121212, 112212112

6、 , 1d1ddcoscos1AAddAAAXArAAAX微元面微元面dA2dA2对面对面A1A1的角系数则为的角系数则为 121221, 222212121 , 2d1ddcoscos1AAddAAAXArAAAX(9-3a)(9-3b)(9-4a)(9-4b)12, 111222112b111221b11b1111b112, 112, 12, 1dA1dAdcoscos1dAcosdcosdAdAdcos121212112112 AAddAAAAAAAAdAAddXArAArLAALLLX2. 2. 角系数性质角系数性质根据角系数的定义和诸解析式，可导出角系数的代数性质。根据角系数的定义和

7、诸解析式，可导出角系数的代数性质。(1) (1) 相对性相对性 由式由式(9-2a)(9-2a)和和(9-2b)(9-2b)可以看出可以看出1,222, 11ddddddXAXA22111,2coscosdrAXdd22121b11112, 1coscosddEddcosrAAALXbdd 由式由式(9-4a)(9-4a)和和(9-4b)(9-4b)也可以看出也可以看出1 ,222, 11XAXA 以上性质被称为角系数的以上性质被称为角系数的相对性相对性。 121212, 112212112, 1d1ddcoscos1AAddAAAXArAAAX 121221, 222212121 , 2d1

8、ddcoscos1AAddAAAXArAAAXniinXXXXX1, 1, 13 , 12, 11 , 11上式称为角系数的完整性。若表面上式称为角系数的完整性。若表面1 1为为非凹表面时，非凹表面时，X X1,11,1 = 0 = 0。niiXX12,12,1值得注意的是，上图中的表面值得注意的是，上图中的表面2 2对表面对表面1 1的角系数不存在上述的角系数不存在上述的可加性。的可加性。图图9-3 角系数的完整性角系数的完整性(2) (2) 完整性完整性 对于有对于有n n个表面组成的封闭系统，见图个表面组成的封闭系统，见图9-39-3所示，据能量所示，据能量守恒可得守恒可得: :(3)

9、(3) 可加性可加性 如图如图9-49-4所示，表面所示，表面2 2可分为可分为2a2a和和2b2b两个面，当然也可以分两个面，当然也可以分 为为n n个面，则角系数的可加性为个面，则角系数的可加性为图图9-4 角系数的可加性角系数的可加性BABbAbbBAXXXXEAXEAXEA2, 12, 12, 12, 1112, 1112, 1112, 12, 12, 11 ,2221 ,2222, 11 ,2221 ,2221 , 2221 ,21 ,21 , 2BBAABbBAbAbBAXAAXAAXXEAXEAXEA再来看一下再来看一下2 2 对对 1 1 的的能量守恒情况能量守恒情况: :3

10、3 角系数的计算方法角系数的计算方法 求解角系数的方法通常有直接积分法、代数分析法、几求解角系数的方法通常有直接积分法、代数分析法、几何分析法以及何分析法以及Monte-CarloMonte-Carlo法。直接积分法的结果见公式法。直接积分法的结果见公式(9-(9-2)(9-4)2)(9-4)。下面只给出代数分析法。下面只给出代数分析法。 代数分析法代数分析法是利用角系数的各种性质，获得一组代数是利用角系数的各种性质，获得一组代数方程，通过求解获得角系数。值得注意的是，方程，通过求解获得角系数。值得注意的是，(1)(1)利用该方利用该方法的前提是系统一定是封闭的，如果不封闭可以做假想面，法的前

11、提是系统一定是封闭的，如果不封闭可以做假想面，令其封闭；令其封闭；(2)(2)凹面的数量必须与不可见表面数相等。下面凹面的数量必须与不可见表面数相等。下面以三个非凹表面组成的封闭系统为例，如图以三个非凹表面组成的封闭系统为例，如图9-59-5所示，面积所示，面积分别为分别为A A1 1，A A2 2和和A A3 3 ，则根据角系数的相对性和完整性得，则根据角系数的相对性和完整性得: :2,333,222,31 ,31 ,333, 113,21 ,21 ,222, 113, 12, 1111XAXAXXXAXAXXXAXAXX通过求解这个封闭的方程组，可得通过求解这个封闭的方程组，可得所有角系数

12、，如所有角系数，如X X1,21,2为为: :图图9-5 9-5 三个非凹表面三个非凹表面组成的封闭系统组成的封闭系统13212, 12AAAAX若系统横截面上三个表面的长度分别为若系统横截面上三个表面的长度分别为l l1 1，l l2 2和和l l3 3，则，则上式可写为上式可写为13212, 12llllX下面考察两个表面的情况，下面考察两个表面的情况，假想面如图假想面如图9-69-6所示，根据所示，根据完整性和上面的公式，有完整性和上面的公式，有: :图图9-6 9-6 两个非凹表面及两个非凹表面及假想面组成的封闭系统假想面组成的封闭系统abadbdabXabbcacabXXXXbdab

13、acabbdabacabcdab221,解方程组得解方程组得:的断面长度表面不交叉线之和交叉线之和1,22)()(AabbdacadbcXcdab该方法又被称为该方法又被称为交叉线法交叉线法。注意：这里所谓的交叉线和。注意：这里所谓的交叉线和不交叉线都是指虚拟面断面的线，或者说是辅助线不交叉线都是指虚拟面断面的线，或者说是辅助线9-2 9-2 被透明介质隔开的两固体表面间的辐射换被透明介质隔开的两固体表面间的辐射换热热本节将给出两个稳态辐射换热的例子，即分别由等温的两本节将给出两个稳态辐射换热的例子，即分别由等温的两黑体或等温的两漫灰体组成的封闭系统内的表面间辐射换黑体或等温的两漫灰体组成的封

14、闭系统内的表面间辐射换热。封闭系统内充满不吸收任何辐射的透明介质。所采用热。封闭系统内充满不吸收任何辐射的透明介质。所采用的方法称为的方法称为“净热量净热量”法。法。的部分的部分到达表面到达表面的热辐射的热辐射发出表面发出表面1221)(212, 111 ,2222, 1112, 1bbbbEEXAXEAXEA图图9-7 黑体系统的黑体系统的辐射换热辐射换热1 黑体表面黑体表面 如图如图9-79-7所示，黑表面所示，黑表面1 1和和2 2之间的辐射换热量为之间的辐射换热量为2 2 漫灰表面漫灰表面 灰体间的多次反射给辐射换热的计算带来灰体间的多次反射给辐射换热的计算带来麻烦，此时需要采用前面讲

15、过的投入辐射麻烦，此时需要采用前面讲过的投入辐射G G和和有效辐射有效辐射J J的概念。下面在假设表面物性和温的概念。下面在假设表面物性和温度已知的情况下，考察度已知的情况下，考察J J与表面净辐射换热量与表面净辐射换热量之间的关系，为计算漫灰表面间的辐射换热作之间的关系，为计算漫灰表面间的辐射换热作准备。如图准备。如图9-19-1所示，对表面所示，对表面1 1来讲，净辐射换来讲，净辐射换热量热量q q为为111111111GEGEGJqb消去上式中的消去上式中的G G1 1，并考虑到，并考虑到 ，可得，可得11qEJb)11(111qEJb)11(即：即：下面来分析两个等温漫灰表面封闭系统内

16、的辐射换热情况。下面来分析两个等温漫灰表面封闭系统内的辐射换热情况。如图如图9-89-8所示，两个表面的净换热量为所示，两个表面的净换热量为的部分面的部分面效辐射到达表效辐射到达表发出的有表面发出的有表面12211 ,2222, 1112, 1XJAXJA根据下式及能量守恒有根据下式及能量守恒有1 , 22, 11 , 2222222, 1111111111bbEAAJEAAJ(d)qEJb)11(于是有于是有2222,11111212,1111AXAAEEbb图图9-8 9-8 两个物体组成的辐射换热系统两个物体组成的辐射换热系统11111)(2212, 112112, 1AAXEEAbb定

17、义系统黑度定义系统黑度( (或称为系统发射率或称为系统发射率) )11111121 ,212,1XXs11111)(2212, 112112, 1AAXEEAbb)(212, 112, 1bbsEEXA)(212,112,1bbEEXA与黑体辐射换热比较，上式多了一个与黑体辐射换热比较，上式多了一个 ，它是考虑由，它是考虑由于灰体系统多次吸收与反射对换热量影响的因子。于灰体系统多次吸收与反射对换热量影响的因子。s三种特殊情形三种特殊情形(1)(1) 表面表面1 1为凸面或平面，此时，为凸面或平面，此时，X X1,21,21 1，于是，于是1111112212, 112, 1AAXXs11112

18、211AAs(2)(2) 表面积表面积A A1 1比表面积比表面积A A2 2小得多，即小得多，即A A1 1/A/A2 2 0 0 于是于是1s(3)(3) 表面积表面积A A1 1与表面积与表面积A A2 2相当，即相当，即A A1 1/A/A2 2 1 1 于是于是111121s 9-3 9-3 多表面系统辐射换热的计算多表面系统辐射换热的计算 净热量法净热量法虽然也可以用于多表面情况，当相比之下网虽然也可以用于多表面情况，当相比之下网络法更简明、直观。络法更简明、直观。网络法网络法( (又称热网络法，电网络法等又称热网络法，电网络法等) )的原理，是用电学中的电流、电位差和电阻比拟热辐

19、射中的原理，是用电学中的电流、电位差和电阻比拟热辐射中的热流、热势差与热阻，用电路来比拟辐射热流的传递路的热流、热势差与热阻，用电路来比拟辐射热流的传递路径。但需要注意的是，这两种方法都离不开角系数的计算，径。但需要注意的是，这两种方法都离不开角系数的计算，所以，必须满足漫灰面、等温、物性均匀以及投射辐射均所以，必须满足漫灰面、等温、物性均匀以及投射辐射均匀的四个条件。下面从介绍相关概念入手，逐步展开。匀的四个条件。下面从介绍相关概念入手，逐步展开。(1) 热势差与热阻热势差与热阻上节公式上节公式(9-12)(9-12)：改写为：改写为：式中，式中， 称为表面热势差；称为表面热势差； 则被称为

20、表面则被称为表面辐射热阻。辐射热阻。AJEorJEqbb11JEbAor11qEJb) 11(111111111GEGEqGJqb外部：外部：内部：内部：图图9-9 9-9 表面辐射热阻表面辐射热阻bEA11J表面辐射热阻见图表面辐射热阻见图9-99-9所示，可所示，可见，见，每一个表面都有一个表面每一个表面都有一个表面辐射热阻。辐射热阻。对于黑表面，对于黑表面， 1 1 Rr Rr 0 0 即，即，黑体的表面热阻等于零。黑体的表面热阻等于零。又根据上节中的公式又根据上节中的公式(d)1 ,2222, 1112, 1XJAXJA以及角系数相对性以及角系数相对性？1 , 222, 11XAXA式

21、中，式中， 是空间热势差，是空间热势差， 则是空间辐射则是空间辐射热阻，如图热阻，如图9-109-10所示，可见，所示，可见，每一对表面就有一个空间辐每一对表面就有一个空间辐射热阻。射热阻。2, 1121212, 112, 11)(XAJJJJXA21JJ 2,111XA图图9-10 9-10 空间辐射热阻空间辐射热阻1J2, 111XA2J(2) (2) 网络法的应用举例网络法的应用举例 首先来看前面讲过的两漫首先来看前面讲过的两漫灰表面组成的封闭系统，参见灰表面组成的封闭系统，参见图图9-89-8，其等效网络图见，其等效网络图见9-119-11所示，所示，根据电路中的根据电路中的基尔霍夫定

22、律基尔霍夫定律流入节电的电流总和等于零，列流入节电的电流总和等于零，列出个个节点的热流方程，组成有出个个节点的热流方程，组成有效辐射的联立方程组，见左式效辐射的联立方程组，见左式图图9-11 9-11 两表面封闭系统辐射换热等效网络图两表面封闭系统辐射换热等效网络图1bE2, 11111A2J1J2bE2221A2, 12, 11XA011:011:2,11212222222,1112111111XAJJAJEJXAJJAJEJbb求解上面方程组获得求解上面方程组获得 ，根据：，根据： 计算净辐射热流，其中计算净辐射热流，其中i i 代表表面代表表面1 1或表面或表面2 2。21JorJiii

23、ibiiAJE1在上面的过程中需要注意的是在上面的过程中需要注意的是(1)(1)节点的概念；节点的概念；(2)(2)每个表面一个每个表面一个表面热阻，每对表面一个空间热阻；表面热阻，每对表面一个空间热阻；(3)(3)以及画电路图的一些基以及画电路图的一些基本知识。本知识。下面再来看一下三个表面的情况，见图下面再来看一下三个表面的情况，见图9-129-12。与两个表面相似，。与两个表面相似，首先需要画出等效网络，见图首先需要画出等效网络，见图9-139-13所示，然后，列出各节点的电所示，然后，列出各节点的电流方程。流方程。9-12 9-12 由三个表面组由三个表面组成的封闭系统成的封闭系统9-

24、13 9-13 三表面封闭三表面封闭腔的等效网络图腔的等效网络图节点节点 的热流方程如下：的热流方程如下：321,JandJJ求解上面的方程组，再计算净换热量。求解上面的方程组，再计算净换热量。A A 画等效电路图；画等效电路图；B B 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；C C 求解方程组，以获得各个节点的等效辐射；求解方程组，以获得各个节点的等效辐射；D D 利用公式利用公式 计算每个表面的净辐计算每个表面的净辐 射热流量。射热流量。iiiibiiAJE1总结上面过程，可以得到应用总结上面过程，可以得到应用网络法的基本步骤网络法的基本步骤如下：如下：b b

25、有一个表面绝热，有一个表面绝热，即该表面的净换热量为零即该表面的净换热量为零。其网。其网络图见图络图见图9-14b 9-14b 和和9-14c9-14c，与黑体不同的是，此时该表，与黑体不同的是，此时该表面的温度是未知的。同时，它仍然吸收和发射辐射，面的温度是未知的。同时，它仍然吸收和发射辐射，只是发出的和吸收的辐射相等。由于，热辐射具有方只是发出的和吸收的辐射相等。由于，热辐射具有方向性，因此，他仍然影响其它表面的辐射换热。这种向性，因此，他仍然影响其它表面的辐射换热。这种表面温度未定而净辐射换热量为零的表面被称为表面温度未定而净辐射换热量为零的表面被称为重辐重辐射面射面。图图9-14 三表

26、面系统的两个特例三表面系统的两个特例 (3) (3) 两个重要特例两个重要特例a a 有一个表面为黑体。有一个表面为黑体。黑体的表面热阻为零黑体的表面热阻为零。其网络。其网络图见图图见图9-14a9-14a。此时，该表面的温度一般是已知的。此时，该表面的温度一般是已知的。9-4 9-4 辐射换热的强化与削弱辐射换热的强化与削弱由于工程上的需求，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) 增加发射率；增加发射率；(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

27、三种： (1) 降低发射率；降低发射率；(2) 降低角系数；降低角系数； (3) 加入隔热板。加入隔热板。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。种削弱辐射换热的方式。对于两个无限大平面组成的封闭系统，其换热量为对于两个无限大平面组成的封闭系统，其换热量为:2222, 11111212, 1111AXAAEEbb为简单起见，假设为简单起见，假设 ，则，则上式变为上式变为 。现在在两面之间插入一块发射率仍为现在在两面之间插入一块发射率仍为 的遮热板，的遮热板，这样就组成了两个换热系统，如图这样就组成了两个换热系

28、统，如图9-159-15所示所示. .1,1 , 22 , 12121XXAA)(11121221212, 1bbbbEEEEq稳态时有稳态时有:2, 33 , 12, 1212, 1232, 3313 , 1)(21)()(qqqEEqEEqEEqbbsbbsbbs可见，与没有遮热板时相比，辐射换可见，与没有遮热板时相比，辐射换热量减小了一半。热量减小了一半。图图9-15 9-15 遮热板遮热板 9-5 9-5 气体辐射气体辐射本节将简要介绍气体辐射的特点、换热过程及其处理方法。本节将简要介绍气体辐射的特点、换热过程及其处理方法。在工程中常见的温度范围内，在工程中常见的温度范围内， 和和 具

29、有很强的吸收和发具有很强的吸收和发射热辐射的本领，而其他的气体则较弱，这也是本节采用这射热辐射的本领，而其他的气体则较弱，这也是本节采用这两种气体作为例子的原因。两种气体作为例子的原因。1 1 气体辐射的特点气体辐射的特点 (1) (1) 气体辐射对波长具有选择性。气体辐射对波长具有选择性。它只在某谱带内具它只在某谱带内具有发射和吸收辐射的本领，而对于其他谱带则呈现透明状态。有发射和吸收辐射的本领，而对于其他谱带则呈现透明状态。如图如图9-169-16所示。所示。 (2) (2) 气体的辐射和吸收是在整个容积中进行的。气体的辐射和吸收是在整个容积中进行的。这是这是由于辐射可以进入气体，并在其内

30、部进行传递，最后有一部由于辐射可以进入气体，并在其内部进行传递，最后有一部分会穿透气体而到达外部或固体壁面，因而，气体的发射率分会穿透气体而到达外部或固体壁面，因而，气体的发射率和吸收比还与容器的形状和容积大小有关。和吸收比还与容器的形状和容积大小有关。OH22CO图图9-16 CO2 9-16 CO2 和和H2OH2O的主要吸收谱带的主要吸收谱带图图9-17 9-17 光谱辐射穿过气体层时的衰减光谱辐射穿过气体层时的衰减 2 2 气体辐射的衰减规律气体辐射的衰减规律当热辐射进入吸收性气体层时，因沿途被气体吸收而衰减。当热辐射进入吸收性气体层时，因沿途被气体吸收而衰减。为了考察辐射在气体内的衰

31、减规律，如图为了考察辐射在气体内的衰减规律，如图9-179-17所示，我们假所示，我们假设投射到气体界面设投射到气体界面 x x = 0 = 0 处的光谱辐射强度为处的光谱辐射强度为 ，通，通过一段距离过一段距离x x后，该辐射变为后，该辐射变为 。再通过微元气体层。再通过微元气体层 d dx x 后，其衰减量为后，其衰减量为 。0 ,LxL,xdL,xxLL,d理论上已经证明，理论上已经证明， 与行程与行程 d dx x 成正比，设比例成正比，设比例系数为系数为 ，则有，则有xKxKLLxxdd,式中，负号表示吸收，式中，负号表示吸收， 为为光谱衰减系数光谱衰减系数，m m-1-1，它取决于

32、其体，它取决于其体的种类、密度和波长。对上式进行积分可得的种类、密度和波长。对上式进行积分可得KsLLxxxKLLs0,dd,0,即即sKseLL0 ,Beer Beer 定律定律式中，式中，s s 是辐射通过的路程长度，常称之为是辐射通过的路程长度，常称之为射线程长射线程长。从上式。从上式可知，热辐射在气体内呈指数规律衰减。可知，热辐射在气体内呈指数规律衰减。3 3 气体辐射的光谱吸收比、光谱发射率气体辐射的光谱吸收比、光谱发射率BeerBeer公式可以写为公式可以写为sKseLL0,光谱穿透比光谱穿透比对于气体，反射率为零，于是有对于气体，反射率为零，于是有根据根据KirchhoffKir

33、chhoff定律，光谱发射率为定律，光谱发射率为sKess1),(1),(sKess1),(),(4 4 气体的发射率气体的发射率工程中作为关心的是确定气体所有谱带内辐射能量的总和。工程中作为关心的是确定气体所有谱带内辐射能量的总和。于是需要首先确定气体的发射率于是需要首先确定气体的发射率 ，然后利用，然后利用 计算气体的发射辐射。而由于气体的容积辐计算气体的发射辐射。而由于气体的容积辐射特性，射特性， 与射线程长关与射线程长关s s系密切，而系密切，而s s取决于气体容积的取决于气体容积的形状和尺寸。如图形状和尺寸。如图9-189-18所示。为了使射线程长均匀，人们所示。为了使射线程长均匀，

34、人们引入了当量半球的概念，将不是球形的容积等效为半球。引入了当量半球的概念，将不是球形的容积等效为半球。则其半径就是等效的射线程长，见图则其半径就是等效的射线程长，见图9-199-19所示。目前人们所示。目前人们已经将一些典型几何容积的气体对整个包壁的平均射线程已经将一些典型几何容积的气体对整个包壁的平均射线程长列于表长列于表9-19-1中。在缺少资料的情况下，任意几个形状气体中。在缺少资料的情况下，任意几个形状气体对整个包壁的平均射线程长可按下式计算：对整个包壁的平均射线程长可按下式计算： g4ggTAgAVs6.3式中，V为气体容积，m3；A为包壁面积，m2。图图9-18 9-18 气体对

35、气体对不同地区的辐射不同地区的辐射图图9-19 9-19 半球内气体对球心的辐射半球内气体对球心的辐射除了与除了与s s有关外，还与气体的温度和气体得分压力有关，有关外，还与气体的温度和气体得分压力有关，于是我们有如下关系于是我们有如下关系g),(psTfgg利用上面的关系，可以采用试验获得利用上面的关系，可以采用试验获得 ，图，图9-209-20给出了给出了 时的水蒸气发射率时的水蒸气发射率 的图线。图的图线。图9-219-21则是其修正则是其修正系数系数 ，于是，水蒸气的发射率为，于是，水蒸气的发射率为gOHC2*222OHOHOHC02OHp*2OH对应于对应于 的图分别是的图分别是9-

36、229-22和图和图9-239-23。于是。于是2CO*222COCOCOC图图9-209-20 ),(22*spTOHgOH图图9-21 9-21 修正系数修正系数 OHC2图图9-229-22 ),(22*spTCOgCO图图9-23 9-23 修正系数修正系数 2COC当气体中同时存在二氧化碳和水蒸气时，气体的发射率当气体中同时存在二氧化碳和水蒸气时，气体的发射率由下式给出由下式给出:*2222COCOOHOHgCC式中，式中， 是修正量，由图是修正量，由图9-249-24给出。给出。图图9-24 9-24 修正量修正量5 5 气体的吸收比气体的吸收比g*2222COCOOHOHgCC式中修正系数式中修正系数 和和 与发射率公式中的处理方与发射率公式中的处理方法相同，而法相同，而 ， 和和 的确定可以采用下面的确定可以采用下面的经验公式的经验公式OHC22COC*2OH*2CO45. 0)(,*222wgTTspTOHOHTTgwOHw65. 0)(,*222wgTTspTCOCOTTgwCOwwT在其体发射率和吸收比确定后，气体与黑体外壳之间在其体发射率和吸收比确定后