材料工程基礎(chǔ)課件第三章

材料工程基礎(chǔ)課件第三章第一頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六§1.

傳熱學(xué)概述1.1

傳熱學(xué)傳熱學(xué)是研究熱量傳遞規(guī)律及其應(yīng)用的科學(xué).熱量是因溫度差別而轉(zhuǎn)移的能量.傳遞規(guī)律的兩個(gè)要素:動力方向1.2

傳熱方式按傳熱過程中物質(zhì)本質(zhì)的區(qū)別，分為:導(dǎo)熱、對流和輻射.第二頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六導(dǎo)熱

指溫度不同的各部分物質(zhì)僅僅由于直接接觸，沒有相對宏觀運(yùn)動時(shí)所發(fā)生的熱量傳遞現(xiàn)象,特點(diǎn)是介質(zhì)處于靜止?fàn)顟B(tài).固體非金屬:晶格結(jié)構(gòu)(分子原子)振動金屬:自由電子擴(kuò)散氣體:依靠分子的紊亂運(yùn)動(碰撞)(純粹的分子運(yùn)動)液體:介于固氣之間,類似于非導(dǎo)電固體.

指依靠流體質(zhì)點(diǎn)的宏觀運(yùn)動而發(fā)生的能量傳遞.特點(diǎn)是流體處于運(yùn)動狀態(tài),且只出現(xiàn)在流體中.

分自然對流和強(qiáng)制對流二種.對流第三頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六熱輻射

因核外電子躍遷而引發(fā)的以電磁波的形式傳播的能量.特征是以電磁波的形式,伴隨能量形式的轉(zhuǎn)換,物體間不需要接觸,在真空中也能量傳播.1.3

穩(wěn)定傳熱與不穩(wěn)定傳熱穩(wěn)定傳熱:不穩(wěn)定傳熱:第四頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六§2.

傳導(dǎo)傳熱2.1基本概念

2.1.1

溫度場指某一時(shí)刻整個(gè)物體內(nèi)所有各點(diǎn)的溫度分布情況.意義在于為計(jì)算傳熱提供條件.穩(wěn)定溫度場;非穩(wěn)定溫度場.(>0加熱,<0冷卻)第五頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.1.2

等溫面由溫度相等的各點(diǎn)組成的面.等溫面不相交;對平壁而言,等溫面的溫度分布終止于該面邊緣,或構(gòu)成一個(gè)封閉曲面.2.1.3

溫度梯度定義:單位:溫度梯度為一矢量.指的是沿著溫度升高的方向.物理意義是:物體的溫度沿等溫面的法線方向前進(jìn)一個(gè)單位距離的溫度變化率.ntpt+⊿t第六頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.1.4

熱流量定義:亦稱傳熱速率、熱流密度、熱負(fù)荷,為矢量2.2

傅立葉定律2.2.1

傅立葉定律即:或:第七頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.2.2

導(dǎo)熱系數(shù)k即:

指單位溫度梯度作用下,單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的導(dǎo)熱量.物性參數(shù),由實(shí)驗(yàn)測定.2.2.3影響k的因素影響因素:種類、φ、p、t、γ、結(jié)構(gòu)等.k的數(shù)值表現(xiàn)的規(guī)律:通常把室溫下的材料稱為隔熱保溫材料.與溫度的關(guān)系:第八頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六

2.3

導(dǎo)熱微分方程目的:求原則:物體焓的增加

=傳入物體的熱量–

傳出物體的熱量采用微元六面體法:2.3.1

無內(nèi)熱源的情況假定流入ABCD面的熱量:zA’B’BAyxoo’第九頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六流出A′B′C′D′面的熱量:x軸向凈流入量為:同理:第十頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六微元體蓄熱為:則:或:式中:——為導(dǎo)溫系數(shù)(熱擴(kuò)散系數(shù)).——拉普拉斯算子.第十一頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.3.2

有內(nèi)熱源的情況則:本課程只學(xué)習(xí)無內(nèi)熱源,一維穩(wěn)定態(tài)導(dǎo)熱.即:2.3.3

導(dǎo)溫系數(shù)的物理意義只有不穩(wěn)定態(tài)導(dǎo)熱時(shí)α才有意義,故α是表征物體的加熱速度或冷卻速度的一個(gè)物性參數(shù),金屬的λ大,α也大,升，降溫快;α增大則降低(因?yàn)?,即是單位面積物體溫度升高1°C所吸收的熱量.故α是表征物體處于被加熱或冷卻狀態(tài)時(shí)整個(gè)物體各點(diǎn)的溫度趨于一致的能力.第十二頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.3.4溫度分布規(guī)律(一維)對右圖的邊界條件即:x0tt1Qt2t1t2Rt第十三頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.4一維穩(wěn)態(tài)傳導(dǎo)傳熱的計(jì)算2.4.1平壁導(dǎo)熱1.單層平壁對于無限大系壁：k=cxtt1t2b>0b=0b<0第十四頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.多層平壁k：近似為常數(shù)，暫不計(jì)接觸熱阻xttbt2QQ1Q2Q3tat1k1k2k3[例].孫晉濤.P79例2--2第十五頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.4.2圓筒壁導(dǎo)熱1.單層圓筒壁（1）如直接求dr/dt，則應(yīng)改用柱坐標(biāo)方程（2）近似計(jì)算問題：當(dāng)ri+1/ri≤2時(shí)，可近似作為平壁處理。δ=r2-r1，導(dǎo)熱面積計(jì)算則用平均半徑r=（ri+1+ri）/2tr1r2Qrdr第十六頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.多層圓筒壁類似的有：3近似計(jì)算：[例].孫晉濤.P82例2--4第十七頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.4.3球壁導(dǎo)熱（自學(xué)）2.4.4電—熱模擬

二種不同的現(xiàn)象具有相同的數(shù)學(xué)描述形式,不同的物理意義,為異類相似。第十八頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六[例]復(fù)合壁的導(dǎo)熱計(jì)算問題t1t2tatbt1t2tatb第十九頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2..4.5接觸熱阻1.成因：界面處實(shí)際是部分接觸，空隙中充滿氣體，而k不同，產(chǎn)生附加熱阻并引起溫度降低。2.影響因素：ε，t，p

及介質(zhì)的性質(zhì)

3.結(jié)果：導(dǎo)致計(jì)算值偏高.4.減免措施：涂硅油，夾壓金屬銅片等。

第二十頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.4.6平均溫度tav

以上計(jì)算中假設(shè)物體表面的溫度均勻一致，與工程不符則2.4.7具有內(nèi)熱源的穩(wěn)定態(tài)導(dǎo)熱（自學(xué)）第二十一頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六§3.對流換熱3.1溫度邊界層3.1.1溫度邊界層的形成3.1.2溫度邊界層的厚度δt

一般地.qtwx第二十二頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六3.1.3對流的本質(zhì)即是流體與壁面之間的傳熱現(xiàn)象由流體核心的對流和邊界層內(nèi)的導(dǎo)熱二部分組成的，邊界層內(nèi)的導(dǎo)熱主要取決于k和第二十三頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六核心（或主體）的對流主要取決于流速，關(guān)鍵是熱阻。3.2.對流換熱影響因素

1.流體產(chǎn)生流動的原因，自然對流（t或ρ

），強(qiáng)制對流（u）

2.流體流動的狀態(tài)：層流還是紊流（Re,δt)

3.換熱面的形狀與相關(guān)位置：Q,l

4.流體的物性：Cp,k,ρ,μ等則а=а（ρ

，k，Cp,μ,u,tf,,tw,l,Q…….第二十四頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六3.3牛頓冷卻定律（1701年提出）3.3.1牛頓冷卻定律即q∝tf-tw或q=h（tf-tw)Q=qA=h(tf-tw)A3.3.2對流換熱系數(shù)h

а：對流換熱系數(shù),W/m2.℃

а反映的是不同情況下對流換熱的強(qiáng)弱。其值指的是當(dāng)流體與壁面間的溫差為1℃時(shí)，單位時(shí)間通過單位面積傳遞的熱量。第二十五頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六3.3.3影響h的因素

1.流體的物性與種類；

2.流體的流速，流態(tài)與起因；

3.流體與壁面的溫度；

4.壁面的尺寸，位置，形狀。顯然，問題的關(guān)鍵是獲取h值，通常借助相似理論，由實(shí)驗(yàn)完成第二十六頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六3.4對流換熱微分方程組

3.4.1對流換熱方程組1.邊界換熱微分方程第二十七頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.運(yùn)動流體導(dǎo)熱微分方程第二十八頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六3.流體運(yùn)動導(dǎo)熱方程

即納維-斯托克斯方程（N-S方程）第二十九頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六4.連續(xù)性方程第三十頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六3.4.2對流換熱單值性條件1.幾何條件：參與對流換熱物體的形狀、尺寸.如等2.物理?xiàng)l件：參與對流換熱的流體的物性參數(shù).如等3.邊界條件：對流換熱過程在邊界進(jìn)行的特點(diǎn)。如等常有三種類型即：（1）等溫邊界面；（2）邊界面上換熱量等于常量；（3）介質(zhì)溫度等于常量。4.時(shí)間條件：對流換熱過程在時(shí)間上進(jìn)行的特點(diǎn)。注意：穩(wěn)定的換熱過程沒有時(shí)間條件。第三十一頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六3.5對流換熱相似1.相似理論可解決的問題即：實(shí)驗(yàn)的布置問題：應(yīng)測那些數(shù)據(jù)；

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理：整理成何種形式；對應(yīng)相似三定律結(jié)果的推廣問題：推廣范圍、價(jià)值。第三十二頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.相似的概念

“相似”源于幾何學(xué)，并將其推廣到物理現(xiàn)象中去形成物理相似。物理相似首要的條件是在幾何相似的體系中發(fā)生，并擴(kuò)展到運(yùn)動相似.（速度多邊形）和受力相似（受力多邊形）。因而指的是在對應(yīng)空間，對應(yīng)時(shí)間的二個(gè)（或以上）現(xiàn)象中同名的物理量成比例。其中如稱為相似倍數(shù)第三十三頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六3.相似準(zhǔn)則數(shù)指由相似倍數(shù)依一定的內(nèi)在聯(lián)系形成的無因次數(shù).第三十四頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六

例如:第三十五頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六

稱為諧時(shí)準(zhǔn)數(shù)

即:流體的流動時(shí)間與流體在系統(tǒng)內(nèi)滯留的假定時(shí)間之比,無因次。用于說明流動性的不穩(wěn)

定性.4.相似準(zhǔn)則數(shù)的導(dǎo)出方法:第三十六頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六相似準(zhǔn)數(shù)的導(dǎo)出法物理法則法三相似轉(zhuǎn)換法二無量綱化法一積分類比法方程分析法定理法雷利法二指數(shù)法一矩陣法因次分析法第三十七頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六相似轉(zhuǎn)換法的步驟:1.寫出描述現(xiàn)象的數(shù)理方程和全部單位條件;

2.寫出各對應(yīng)物理量的相似倍數(shù).

3.求出相似倍數(shù)間的關(guān)系數(shù)相似指標(biāo)式;

4.由相似指標(biāo)式求出相似準(zhǔn)則數(shù).例:邊界層換熱問題.第三十八頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六1.2.

（a.）第三十九頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六3.第四十頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六即(指標(biāo)式)4.則:稱為努謝爾特準(zhǔn)數(shù).第四十一頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六5.相似三定理第一定理:即彼此相似的現(xiàn)象.其同名的相似準(zhǔn)數(shù)必定相等.是對相似現(xiàn)象的相似性質(zhì)的描述(又稱正定理)

第二定理指出相似準(zhǔn)則數(shù)間存在著函數(shù)關(guān)系.即可將待定準(zhǔn)數(shù)表示為已定準(zhǔn)數(shù)的函數(shù).第四十二頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六第三定理：凡單值條件相似且同名已定準(zhǔn)數(shù)等值的現(xiàn)象為相似現(xiàn)象。是對相似條件的描述（為第一定理的逆定理）已定準(zhǔn)數(shù)：指全部由包括在單值條件中的物理量組成的準(zhǔn)數(shù)，如待定準(zhǔn)數(shù)：準(zhǔn)數(shù)中包含有不包括在單值條件中的物理量，如第四十三頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六3.5.2對流換熱相似準(zhǔn)則數(shù)的導(dǎo)出1.導(dǎo)出:

由對流換熱微分的數(shù)組:1)幾何相似:2)動力相似(N-方程):

諧時(shí)準(zhǔn)數(shù):

弗魯?shù)聹?zhǔn)數(shù):

雷諾準(zhǔn)數(shù):

歐拉準(zhǔn)數(shù):

對流體力學(xué)問題:3)熱相似:

努謝爾特準(zhǔn)數(shù):

傅立葉準(zhǔn)數(shù):

貝克利準(zhǔn)數(shù):則:或第四十四頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.準(zhǔn)數(shù)方程的簡化:

簡化的原則:a.與現(xiàn)象無關(guān)或關(guān)系不大的準(zhǔn)數(shù)可略去;b.準(zhǔn)數(shù)間的重新組合.則:1)幾何相似是前提:略去2）對恒定流動穩(wěn)態(tài)換熱.則略去.3)準(zhǔn)數(shù)間的組合:(1)以普朗克準(zhǔn)數(shù)()代替為動量遷移特性與熱量遷移特性之比.(2)未能反映自由對流的本質(zhì)則以格拉曉夫準(zhǔn)數(shù)()代替*因?yàn)楦×Ξ?dāng)v=1時(shí),再由則第四十五頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六(3)特定條件下的簡化:

強(qiáng)制對流:

自然對流:

對于氣體的:單原子氣體0.67;雙原子氣體:0.72;三原子氣體:0.80;四原子氣體:1.0當(dāng)為單一原子數(shù)目的氣體時(shí),;否則近似為常數(shù),存在修正問題.

3.5.3

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的選擇與整理

1.定型溫度與定型尺寸(1)溫度:若互為高，低溫,其他條件相同.

但測得的Q,Q’并不等值,故有及為定性溫度,并以下腳w,f或b表示之.如或(2)尺寸:此處指能反映現(xiàn)象對流換熱特征的尺寸,稱為定型尺寸.2.數(shù)據(jù)整理

如則對應(yīng).()第四十六頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六3.6流體受迫運(yùn)動時(shí)的放熱

3.6.1管內(nèi)受迫流動放熱(光滑直管)1.方程形式如米海耶夫關(guān)系式:要求或而當(dāng)流體與壁面間溫度較大,流體黏度變化較大時(shí)可用:Sieder-Tate公式:要求

2.長短管問題

指管道入口段一定距離內(nèi)邊界層不穩(wěn)定,導(dǎo)致h不穩(wěn)定,一般其熱穩(wěn)定段長度的臨界標(biāo)準(zhǔn)為l=50d即:l/d>50為長管,<50為短管.此時(shí)應(yīng)對求出的h進(jìn)行修正.修正系數(shù)為第四十七頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六3.彎管修正對氣體:對液體:此外,對非圓管,應(yīng)以為定型尺寸

3.6.2管外流體橫向流過圓管時(shí)的換熱1.流體橫掠單管當(dāng)較低時(shí)():當(dāng)較高時(shí)():對氣體,修正項(xiàng)()可忽略.2.流體橫掠管簇一般為:

Rd第四十八頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六(1)排數(shù)影響校正系數(shù)(2)中的w用最窄斷面處的流速(3)當(dāng)沖擊角時(shí),應(yīng)進(jìn)行修正:+++++++++++++++dx2x1+++++++++++++dx2x1第四十九頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六3.6.3流體沿平壁表面呈紊流運(yùn)動時(shí)的換熱1.空氣介質(zhì)2.其它介質(zhì)Re<105時(shí):Nμ.f=0.68Re.f0.5Pr.f0.43(Pr.f/Pr.w)0.25Re>105時(shí)

Nu.f=0.037Re.f0.8Pr.f0.43(Pr.f/Pr.w)0.25第五十頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六3.7

流體自然對流時(shí)的換熱3.7.1無限空間中的對流換熱無限空間：空間尺寸足夠大，物體換熱的結(jié)果不致引起空間流體溫度的變化，對于垂直壁面，只要a/H>0.28,既可作為無限空間處理。此時(shí)：Nu.b=c(Gr.Pr)bn當(dāng)(Gr.Pr)b≤107時(shí)為層流。

〉107時(shí)為紊流。第五十一頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六3.7.2

有限空間的自然對流換熱（自學(xué)）3.8

沸騰換熱與凝結(jié)換熱（自學(xué)）第五十二頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六§4

輻射換熱4.1熱輻射的基本概念4.1.1.熱輻射的本質(zhì),特點(diǎn)

1.本質(zhì)電磁波的傳播熱輻射主要研究的是0.4～1000μm范圍內(nèi)的紅外線和可見光。其中0.8～41μm的紅外光占了絕大部分的能量，稱為熱射線。

2.特點(diǎn)是物體的固有性質(zhì)，不需要介質(zhì)也可傳播，伴隨能量轉(zhuǎn)化。

第五十三頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六4.1.2

物體受到輻射時(shí)的行為

即Q=QA+QR+QD

記為A+R+D=1（或A+R+D=1）其中，A=QA/Q為吸收率

R=QR/Q為反射率

D=QD/Q為透過率通常對于固體D=0,A+R=1

液體D=0,A+R=1

氣體R=0,A+D=1第五十四頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六4.1.3

幾種特殊情況下的物體1.

絕對黑體（簡稱黑體）即完全吸收外來輻射能A=1,R+D=0.自然界中不存在。凡是描述黑體的參數(shù)都用下腳標(biāo)“b”表示或”o”熱輻射的基本定律多基于黑體得出第五十五頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.白體與鏡體即R=1,A+D=0

其中當(dāng)θ1=θ2時(shí)，稱為鏡體

θ1≠θ2，各向無規(guī)律的漫反射（各向均勻反射）時(shí)，稱為絕對白體，簡稱白體。3.透過體即D=1,A+R=0。稱為絕對透過體，簡稱透過體。對于單原子及對稱的雙原子氣體.D≈1第五十六頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六4.2

熱輻射的基本定律4.2.1

輻射能力E與單色輻射能力Eλ

E=Q/Aw/m2

即單位時(shí)間單位面積上向外界半球空間發(fā)射的0～∞的所有波的總能量。

w/m2.μ則第五十七頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六4.2.2

普朗克（Plank）定律描述黑體的單色輻射能力隨溫度和波長的分布規(guī)律

w/m3或w/m2.μ第五十八頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六

普朗克第一常數(shù)：或：普朗克第二常數(shù)：第五十九頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六反映的規(guī)律是：①任何溫度下都有一個(gè)對應(yīng)著能量最大值，隨升高，值變小（左移）。即最大原色輻射能力的波長隨溫度升高逐漸向短波方向移動；不變，則隨升高而升高；工業(yè)爐溫度（2000k）下可見光強(qiáng)度微弱（約2%），其的紅外線占絕大部分，而在800k以下幾乎不發(fā)出可見光。第六十頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六

一般地，物體發(fā)光與的溫度關(guān)系為：以上發(fā)暗紅色，以上黃白色以上發(fā)深紅色，以上白色以上發(fā)鮮紅色，以上蘭白色以上發(fā)橙黃色，以上蘭紫色4.2.3

微恩（Wien）定律即可由普朗克定律求極值得出第六十一頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六令：則：即：第六十二頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六再令：求得交點(diǎn)：從而得：第六十三頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六

應(yīng)用：通過檢測求出T或相反：如太陽：

白熾燈：

在紅外光區(qū)，光能僅7%。第六十四頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六4.2.4

斯蒂芬-波爾茨曼定律即：式中，稱斯蒂芬-波爾茨曼常數(shù)；黑體的輻射系數(shù)。

上式又稱四次方定律。1879年斯蒂芬根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出，1884年波爾茨曼應(yīng)用熱力學(xué)定律從理論上導(dǎo)出。亦可由普朗克定律積分求出。第六十五頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六4.2.5若干概念1.發(fā)射率（舊稱黑度）

指實(shí)際物理的輻射能力與同溫度下黑體輻射能力的比值，即是物性參數(shù)，表示物體輻射出能量的能力，增大則輻射E也增大。按克?；舴蚨桑河绊懙囊蛩兀簻囟龋牧闲再|(zhì)及表面狀態(tài)等第六十六頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.單色發(fā)射率：即：3.灰體：指單色發(fā)射率不隨波長而變化的物體，即亦即指某物體實(shí)驗(yàn)所得輻射光譜是連續(xù)的，且其曲線又和同溫度下黑體相當(dāng)?shù)那€是相似的物體。第六十七頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六

一般工程材料的輻射與相比灰體是有差別的，即其發(fā)射率要隨溫度改變，但為了計(jì)算方便，通常把一般工程材料都看作灰體：則：黑體T灰體T實(shí)際物體TEλλAλλ第六十八頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六4.幾種輻射的表示：本身輻射；投射輻射；吸收輻射；反射輻射；有效輻射；凈輻射；（內(nèi)）（外）EER(或R)EefEAEin或G第六十九頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六4.2.6克希荷夫定律：

是說明物體的發(fā)射能力與吸收能力間的關(guān)系的定律，即如右圖：E(1-A)E0Eoε,T,AAEo實(shí)際物體Ao=1To黑體第七十頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六4.2.7蘭貝特定律（Lambert）1.立體角ω⑴平面角：⑵球面角：:即以球面中心為頂點(diǎn)的圓錐體的球面角。2.方向輻射能力dωdF第七十一頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六3.方向輻射強(qiáng)度4.蘭貝特定律的三種敘述法：①實(shí)驗(yàn)表明：黑體的方向輻射強(qiáng)度與方向無關(guān)；即②即蘭貝特余弦定律當(dāng)時(shí)，即法線方向輻射能量最大。dωdFφdFcosφ第七十二頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六③黑體在法線方向的輻射能力為總輻射能力的，即注意：蘭貝特定律對于黑體輻射是極其正確的，對灰體亦適用（法線方向需修正為）；對工程材料則僅在一定的值范圍內(nèi)適用。第七十三頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六4.3物體間的輻射換熱4.3.1輻射角系數(shù)

1.定義：對二個(gè)任意放置的表面，指由第一個(gè)表面投射到第二個(gè)表面的能量占第一個(gè)表面所輻射出去的總能量的百分?jǐn)?shù)。即或第七十四頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.角系數(shù)的精確計(jì)算：對于符合蘭貝特定律的物體，有3.角系數(shù)的基本性質(zhì)：①相對性：②自見性：③完整性：④兼顧性：⑤分解性：φ2Rφ1dA1drD第七十五頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六4.3.2

灰體間的輻射換熱計(jì)算1.具有表面輻射熱阻的高溫物體單元網(wǎng)絡(luò)則或第七十六頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六2.具有表面輻射熱阻的低溫物體單元網(wǎng)絡(luò)

即或T1>T2A1ε1φ1A2ε2φ2第七十七頁，共九十二頁，編輯于2023年，星期六3.空間輻射熱阻單元網(wǎng)絡(luò)此時(shí):4.二個(gè)壁面組成的封閉體系T1A1ε1φ1T2A2ε2φ