其中J1和J2为板1和板2的有效辐射,将上式变换后得
J1?Eb1?q1,21??11?0.8?800??5.67????1517.7?0.8 ?100?4?12?19430.1W/mJ2?Eb2?q1,2?4253.4W/m1??2?221?0.8?300??5.67????1517.7?0.8 ?100?4故:(1)板1的本身辐射为 E1??1Eb1?800?2?0.8?5.67????18579.5W/m
?100?24(2)对板1的投入辐射即为板2的有效辐射 G1?J2?4253.4W/m (3)板1的反射辐射为, ρ1=1- α=0.2 ,
?G1??1J2?J1?Eb1?19430.1?18579.5?850.68W/m
2(4)板1的有效辐射为 J1?19430.1W/m (5)板2的有效辐射为 J2?4253.4W/m
(6)由于板1与2间的辐射换热量为: q1,2?15176.7W/m
6. 设保温瓶的瓶胆可看作直径为10cm高为26cm的圆柱体,夹层抽真空,夹层两内表面发射率都为0.05。试计算沸水刚注入瓶胆后,初始时刻水温的平均下降速率。夹层两壁壁温可近似取为100℃及20℃
解:
??T?4?T?4?A1Cb??1???2???DhC?100??A1(Eb?Eb2)??100??????1111??1??1??T?4?T?4?12?????b???100????100???,代
11??1222?1,2?1?2?1?2?1?2入数据得?1,2?1.42w,而?1,2*t?cm?T??Tt??1,2cm3??1,2c?V,查附录知100 ℃
水的物性参数为C?4.22KJ/?Kg.?C?,??958.4Kg/m 代入数据得
?Tt?1.72*10?4℃/s
7.两块宽度为W,长度为L的矩形平板,面对面平行放置组成一个电炉设计中常见的辐射
系统,板间间隔为S,长度L比W和S都大很多,试求板对板的角系数
解:(参照例11-1)作辅助线ac和bd,代表两个假想面,与A1、A2组成一个封闭腔,根据角系数完整性:Xab,cd?1?Xab,ac?Xab,bd,同时可把图形看成两个由三个表面
组成的封闭腔,Xab,ac?ab?ac?bc2abb?w2w22?s?w?b?w2w22?A1对A2的角系数
X1,2?Xab,cd?1?2s?w??b?ww22?s
8. 一电炉内腔如图11-29所示,已知顶面1的温度t1=30℃,侧面2(有阴影线的面)的温度为t2=250℃,其余表面都是重辐射面。试求?1)1和2两个面均为黑体时的辐射换热量;(2)1和2两个面为灰体ε1=0.2,ε2=0.8时的辐射换热量
解:将其余四个面看成一个面从而构成一个由三个表面组成的封闭系统
⑴当1、2两个面均为黑体,另一个表面绝热,系统网络 图如下 先求1对2的角系数
X1,2:
X=4000,Y=5000,Z=3000,
YXA1A2?1.25,ZX?0.75,查表得
X1,2?0.15,X2,1?X1,2?0.15*5*44*3?0.25,
1Req?X1,2A1?11A1(1?X1,2)?1A2(1?X2,1,
)代入数据得
1Req?8.88? Req?0.11(Req为J1、J2之间的当量热阻),
Eb1??bT1?5.67*104?8*(30?273)?477.9w/㎡
4
Eb2??bT2?5.67*104?8*(250?273)?4242.2 w/
4㎡
?1,2?Eb1?Eb2Req?477.9?4242.20.11??34220.9w(负
号表示热量由2传导1)
(2)当1、2面为灰体,另一表面为绝热面,系统网络图如下
?1.2?Eb1?Eb21??1?1A1?Req?1??2?477.9?4242.21?0.20.2?5?4?0.11?1?0.80.8?3?4??11378.2W
?2F2 负号表示热量从2面传向1面。 9. 直径为0.4m的球壳内充满N2,CO2,和水蒸气(H2O)组成的混合气体,其温度t g=527℃。组成气体的分压力分别为PN2=1.013*105Pa,PCO2=0.608*105Pa,PH2O=0.441*105Pa,试求混合气体的发射率εg
解:N2为透明体,无发射和吸收辐射的能力。
射程L=0.6,d=0.24m,Ph0L?0.441?105?0.24?0.14592?105Pa?m
2
PC02L?0.441?10?0.24?0.10584?10Pa?55
0混合气体的温度tg?527C,及Ph0L和PC0L值查图11-24和11-26得
22 ??H20=0.019, ??C02?0.009
20计算参量(P+PH)/2=(2.062+0.441)?10/2=1.252?10Pa
55Ph20/(Ph20+PC02)=0.441/(0.441+0.608)=0.42
5(Ph0+PC0)L=(0.441+0.608) ?10?0.24?0.25113?10Pa?m
225分别从图11-25,11-27查得:CH把以上各式代入公式?q?CH020?1.55 ???0.018
2??H20+??C02-??
=1.55?0.019?0.009?0.018?0.02