第四章-传热(第四次课)-new

物体的辐射能力是指物体在一定温度下，单位表面积、单位时间内所发射的全部波长的总能量，记作E，单位是W/m2。单色辐射能力是指物体在一定温度下，单位表面积、单位时间内发射某一波长的辐射能。记作Eλ，单位是W/m2。二、辐射传热1物体的辐射能力普朗克定律--黑体单色辐射能力随波长及温度而变化的函数关系

2黑体单色辐射能力与波长及温度的关系E

bλλT=1400KT=1200K0103黑体辐射能力与黑体单色辐射能力的关系黑体辐射能力与其表面热力学温度的四次方成正比。C0称为黑体的辐射常数。将普朗克定律代入上式并积分得斯蒂芬-波尔茨曼定律：4四次方定律--斯蒂芬-波尔茨曼定律（1）灰体辐射能力与其表面热力学温度的关系C称为灰体的辐射常数。（2）黑度5灰体的辐射能力6物体的辐射能力与吸收能力的关系

——克希霍夫定律假设有两个无限大的平行平壁：壁1为灰体，壁2为黑体。两壁面之间为透热体。系统对外界绝热。对壁1来说，热量的收支差额为：当两壁处于热平衡状态表明任何物体的辐射能力和吸收率的比值：恒等于同温度下黑体的辐射能力；并且只与温度有关。

克希霍夫定律灰体的吸收率，数值上等于同温度下该体的黑度。若平行平壁的面积为A，则辐射传热速率为C1-2称为物体1对2的总辐射系数。对于任意两物体之间的辐射传热速率的计算，有如下普遍适用的形式。7物体间的辐射传热8对流和辐射的联合传热

由对流传热而损失的热量为由辐射传热而损失的热量为在对流和热辐同时存在的场合，常将辐射传热也用对流传热速率方程表示：设备的总热损失为：例用热电偶测量管内空气温度，测得热电偶温度为420℃，热电偶黑度为0.6，空气对热电偶的传热系数为35Wm-2

℃-1，管内壁温度为300℃，试求空气温度。

解：空气与热电偶的对流传热=热电偶与管壁辐射传热令空气温度为Th=35w/m2.kC0=5.67w/m2.k4

ε=0.6代入得T=523℃

传热计算主要有两种类型：

设计计算

根据生产要求的热负荷确定换热器的传热面积。

校核计算

计算给定换热器的传热量、流体的温度或流量。第五节稳定传热的计算对间壁式换热器作能量恒算，在忽略热损失的情况下有上式即为换热器的热量恒算式。式中Q——换热器的热负荷，kJ/h或w

W——流体的质量流量，kg/h

H——单位质量流体的焓，kJ/kg

下标c、h分别表示冷流体和热流体，下标1和2表示换热器的进口和出口。Q=qm,h(Hh1-Hh2)=qm,c(Hc2-Hc1)一、能量恒算若换热器中两流体无相变时，且认为流体的比热不随温度而变，则有式中cp——流体的平均比热，kJ/（kg·℃）t——冷流体的温度，℃

T——热流体的温度，℃Q=qmhcph(T1-T2)=qmccpc(t2-t1)若换热器中的热流体有单纯相变，如饱和蒸汽冷凝时，则有

当冷凝液的温度低于饱和温度时，则有

式中qmh——饱和蒸汽（热流体）的冷凝速率，kg/h

r——饱和蒸汽的冷凝潜热，kJ/kgQ=qmhr=qmccpc(t2-t1)Q=qmh[r+cph(Ts-T2)]=qmccpc(t2-t1)式中cph——冷凝液的比热，kJ/（kg·℃

）

Ts——冷凝液的饱和温度，℃以冷热流体的温差（T-t）作传热推动力，所得的传热速率方程为总传热速率方程。通常冷热流体的温差（T-t）沿流动方向变化。二、传热速率基本方程冷热流体的温差（T-t）沿流动方向变化：2.1总传热速率微分方程2.2总传热系数K

1、K的计算式

2、污垢热阻

3、总热阻计算式的简化

4、控制热阻的概念

5、一些总传热系数的数值范围2.3总传热速率方程与平均传热温差二、传热速率基本方程仿照对流传热速率微分方程，可写出总传热速率微分方程2.1

总传热速率微分方程(对流传热速率微分方程,牛顿冷却定律)显然，选择的传热面积不同，总传热系数的数值也不同。dQ=Ki(T-t)dAi=Ko(T-t)dAo=Km(T-t)dAm式中Ki、Ko、Km——基于管内表面积、外表面积、外表面平均面积的总传热系数，w/（m2·℃

）

Ai、Ao、Am——换热器内表面积、外表面积、外表面平均面积，