B、角系数的性质 a、相对性
上式描述了两个任意位置的投射表面之间角系数的相互关系,称为角系数的相对性,只要求出一个便可求出另一个。
b、完整性
任何物体都处于其他物体(实际物体或假想物体,如太空背景)的包围之中。换句话说,任何物体都与其他所有参与辐射换热的物体构成一个封闭空腔。它所发出的辐射能百分之百地落在封闭空腔的各个表面之上,也就是说,它对构成封闭空腔的所有表面的角系数之和等于1,即下式成立:
上式便称为角系数的完整性 c、可加性
如右图(a),平面1对平面2的角系数,等于平面1对平面2中的a面与b面的角系数的和,即:
如右图中(b),平面1对平面(2+3)平面的角系数,等于平面1对平面2与平面1对平面3的角系数之和,即:
C、角系数的计算方法
角系数的确定方法有多种,有积分法、代数法、图解法(或投影法)、光模拟、电模拟法等。对于积分法,只做简单介绍,并给出几种几何系统的计算结果。这里重点讨论代数法。
a、积分法
所谓积分法就是根据角系数积分表达式(11-28)通过积分运算求得角系数的方法。对于几何形状和相对位置复杂一些的系统,积分运算将会非常繁琐和困难。
b、代数法
例1:如图11-17(a)与(b),它们均是由1与2两个平面组成,且平面1均被平面2包裹成封闭空腔,即平面1的辐射全部去向2,则由前面可知,平面1对平面2的角系数应等于1。即X1,2=1。图中白色为空区。
由角系数的相对性公式:得:
例2:如图11-17(c),在平面1与平面2之间作一个面积容易测定的假想平面2a(图中虚线),假想平面2a必须满足表面1投射到2上的辐射能全部穿透假想平面2a,所以1对2的角系数就等于1对2a的角系数。
例3:如图11-17(d),两块距离很近的大平壁,通过边缘缝隙与其他物体的辐射换热可以忽略的情况:A1=A2,则
例4:如图11-18(a)是由三个垂直于纸面方向无限长的非凹表面构成的封闭空腔,三个表面的面积分别为A1A2A3。根据角系数的完整性,可以写出下面左式;根据相对性,还可以写出下面右式
所以:
例5:如图11-18(b)是两个在垂直于纸面方向无限长的非凹表面l、2,横断面线长度分别为ab、cd。为求角系数X1,2,可以做辅助线ac、bd、ad、bc,它们分别代表4个同样垂直于纸面方向无限长的辅助平面。对于表面1、2与辅助平面ac、bd构成的封闭空腔abcd,根据角系数的完整性,可得
另外,ac与bc及平面1构成了如图11-18(a)的三个非凹封闭空腔。ad与bd及平面1也构成了如图11-18(a)的三个非凹封闭空腔。因而由前式(11-37)得下面左式(式中的ab、ac等表示长度,类似于前面的l1l2等)
第四章 质量传递基础
(1) 分子传质(分子扩散):
定义---分子传质又称分子扩散,简称扩散,它是由于分子的无规则热运动而产生的物质传递现象。分子传质在气相、液相与固相中均能发生。
扩散质量通量---单位时间内,组分A通过与扩散方向垂直的单位面积的质量。
分子传质定律---描述分子扩散通量(jA表示扩散质量通量,JA表示扩散摩尔通量)或速率的基本定律为费克定一定律。以下是A、B两组分相互扩散的表达式:
jA??DABd?Adz9 ?13;
JA??DABdcAdz 9?14
上面只适用于分子传质,对流引起的传质不适用。
(2) 对流传质
定义---对流传质是指运动流体与固体表面之间,或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递过程。
对流传质定律---与对流传热的牛顿冷却定律((q/A)A?h?t)相似。可用下式表示:
NA?kc?cA
9?
(3) 主体流动现象
含义---在进行分子传质的同时,各组分的分子微团常处于运动状态,该现象即所谓的主体流动。
总速度 =分子扩散速度+主体流动速度
uA?udA?ufuB?udB?uf
9?16
9?17第五章 物料干燥
(1) 干燥定义
本质:被除去的湿分从固相转移到气相中。
湿空气的性质
在自然界中,由于江河湖海里水的蒸发,使空气中总合有一些水蒸气。这种含有水蒸气的空气称为湿空气。完全不含水蒸气的空气称为干空气。
p=pv+pa(pv:水气压力;pa干空气压力) (1) 末饱和湿空气与饱和湿空气
根据湿空气中所含水蒸气的状态是否饱和.或者根据湿空气是否具有吸收水分的能力,可分为未饱和湿空气与饱和湿空气。
未饱和湿空气:pv 第六章 燃料及其燃烧 (1) 燃料的发热量 单位质量或体积的燃料完全燃烧,当燃烧产物冷却到燃烧前的温度时所放出的热量称为燃料的发热量或热值,单位为kJ/kg(kJ/Nm3)。 燃料的发热量是表征燃料质量的重要指标。它不仅取决于燃料中可燃物的化学组成而且还与燃料的燃烧条件有关。 三种规定值:弹筒发热量Qgr,v,位发热量Qgr,p,低位发热量Qnet,p。 a 弹筒发热量Qgr,v 是实验室用氧弹式量热计(氧弹法)的实测值。 氧弹中,在有过剩氧的条件下燃烧,燃烧产物冷却到室温,测得的单位质量燃料所放出的热量。(定容下) 此条件下,燃料中的碳完全燃烧生成二氧化碳,氢燃烧并经冷却变成水,硫和氮燃烧温度下转变成的二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物等溶于水生成硫酸、硝酸。是燃料的最高发热量。 b 高位发热量Qgr,p 高位发热量是评价燃料质量的标准。 Qgr,p =Qgr,v-(硫酸、硝酸的形成热和溶解热) c 低位发热量Qnet,p 低位发热量是燃烧计算中使用的基准。 Qnet,p = 高位发热量Qgr,p-水的汽化潜热 0.1.1 燃烧温度计算 燃料燃烧时放出热量,使燃烧产物的温度升高。燃料燃烧时,燃烧产物达到的温度叫燃烧温度。燃烧温度可通过分析燃烧过程中热量收入和热量支出的平衡关系来求出。基准:1kg或1Nm3燃料,0℃。 实际燃烧温度:当燃烧过程中,收入的热量与支出的热量相等时,燃烧产物即达到一个相对稳定的燃烧温度,此温度即是实际燃烧温度。 理论燃烧温度:在稳态、绝热、完全燃烧条件下,如果输入燃烧室的全部热量都用来提高燃烧产物的温度,则称该温度为理论燃烧温度或绝热火焰温度。 影响理论燃烧温度的各因素 a 燃料种类:与Qnet/V有关 b 过量空气系数:保证燃料完全燃烧前提下,应尽可能采用α接近于1。 c 空气的富氧程度 d 燃料、空气的预热 e 散热 因此:选用高发热量的燃料,控制适当的过量空气系数,提高预热空气或燃料温度,适度增加空气中氧含量,是提高理论燃烧温度的有效途径