第十一章 辐射换热

1． 100W灯泡中钨丝温度为2800K，发射率为0.30。（1）若96%的热量依靠辐射方式散出，试计算钨丝所需要最小面积；（2）计算钨丝单色辐射率最大时的波长

解：（1） 钨丝加热发光, 按黑体辐射发出连续光谱

，

将数据代入为：A1=9.2*10-5㎡

（2）由维恩位移定律知，单色辐射力的峰值波长与热力学温度的关系

m.k，当T=2800k时，

=1.034*10-6m

3. 一电炉的电功率为1KW，炉丝温度为847℃，直径为1mm，电炉的效率（辐射功率与电功率之比）为0.96，炉丝发射率为0.95，试确定炉丝应多长？ 解：由黑度得到实际物体辐射力的计算公式知：

4. 试确定图11-28中两种几何结构的角系数X12 解：①由角系数的分解性得：由角系数的相对性得：

所以

对于表面B和（1+A），X=1.5、Y=1.5、Z=2时，,查表得

，对于表面B和A，X=1.5，Y=1.5，Z=1，,

查表得，所以，

。对表面（2+B）和（1+A），X=1.5，Y=2.5，

Z=2，,查表得。对于表面

(2+B),A,X=1.5,Y=2.5,Z=1, ,查表得,

所以，

②由角系数的分解性

, ，对表面2和A，X=1.5，

Y=1，Z=1，,查表得。对面2和（1+A），X=1.5，

Y=1，Z=2， ，

查表得

，代入数据得，所以

5．两块平行放置的大平板的表面发射率均为0.8，温度分别为t1=527℃和t2=27℃，板的间距远小于板的宽与高。试计算（1）板1的本身辐射（2）对板1的投入辐射（3）板1的反射辐射（4）板1的有效辐射（5）板2的有效辐射（6）板1与2的辐射换热量

解：由于两板间距极小，可视为两无限大平壁间的辐 射换热，辐射热阻网络如图，包括空间热阻和两个表 面辐射热阻。 ε=α=0.8，辐射换热量计算公式为 （11-29）

其中J1和J2为板1和板2的有效辐射，将上式变换后得

故：（1）板1的本身辐射为

（2）对板1的投入辐射即为板2的有效辐射 （3）板1的反射辐射为， ρ1=1- α=0.2 ,

（4）板1的有效辐射为

（5）板2的有效辐射为

（6）由于板1与2间的辐射换热量为：

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：代入数据得w，而

，查附

录知100 ℃水的物性参数为

代入数据得℃/s