
辐射换热
以电磁波的形式向’外放射辐射能是一切物体(丁>-2731:时)的固体特性。任何物体不但能向四周辐射能量,同时还能接受四周其它物体投射来的辑射能。其中一部分被吸收而转化成热能,一部分则被反射回去;有的物体还可以让部分辐射能穿透过去,见实际。
任何物体的辐射能力越大,它对外来辐射的吸收能力也越强。两物体表面间的辐射换热见实际。
在工程上,把能将外来辐射能完全吸收的物体称作“绝对黑体”或简称黑体。黑体的辐射能力也最强,普通建筑材料的辅射能力均小于黑体,但它们的辐射光谱与同温度的黑体相仿,只是强度较小一些,在工程上统称为“灰体”。
物体表面向外辐射的能量,与其表面的绝对温度的四次方成正比,即:
式中Q-TF-
Q=C
T
100
物体表面向外辐射的总能量,U/h物体的绝对温度(了=273+以),制冷机组K物体表面的面积,m2
C-
-物体表面的辐射系数,kj/mh
K
loo
它是说明物体辐射能力的一个指标,用实验法测定。
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实际落在物体上的辐射能的分布图
实际两物体表面间的辐射换热
绝对黑体的辐射系数最大,用C6表示,根据实验测得C6=4.%kJ/m2-hdf,建筑材料的C6与材料的成分,表面状况和湿度有关,常用建筑材料的
C&可见实际。
实际材料表面的辐射系数
材料名称表面状况辐射系数C/[叫4)1材料名称表面状况辐射系数C/[kJ/m2_h(‘^’)]
石棉板粗糙19.87花岗岩磨光8.79
混凝土粗糙12.97油漆—16.74
建筑纸无光泽19.33瓷砖光平13.81
水平静19.87铝未磨光0.92
木材刨平15.98铝氧化的2.30
红砖粗糙19.29铝箔光平1.4.01
大理石磨光19.33锯屑—14.77
砂石磨平11.97水泥砂浆光平14.02
sSradritii面坂場光平19.46石灰粉刷粗糖18.83
由表可见,粗糖表面的辐射系数比光滑表面的大,而铝箔的辐射系数比较低,现代建筑上常用铝箔来提高围护结构的保温、隔热性能。
对于任意两个物体间辐射换热量可近似地按下式计算:
CrQr/JX.V./JXV”cbL\100/lioo/。
式中——分别为表面1和表面2的辐射系数Cb——绝对黑体的辐射系数T^T2——分别为表面1和表面2的绝对温度
qi-2——单位时间内,单位面积1和单位面积2间的辐射换热量,kf/n?.h在建筑热工计算中,常把辐射换热的计算公式表达成与对流换热相似的计算形式:
qr=ar{di-e2)
式中两固体壁面的辐射换热量,kj/(m2-h)e^e2—-分别为表面1和表面2的温度
ar-辐射换热系数)
根据
Ci*C2
gi-2:
Cb
r[Ti14t24-|
U100j[100J-
及9r=aV(0l_02)可得:
c,-c2~~cb~
loo
100
-b2
利用上式计算围护结构外表面的辐射换热系数时,可令Q=C2,并均取围护结构外表面的辐射系数,取心为室外空气温度,即认为其它结构壁面温度与室外空气温度相同,&即是所讨论的外围护结构的外表面温度。
计算围护结构外表面的辖射换热时,Q即是围护结构对表面的辐射系数,C2可近似地取绝对黑体的辐射系数,即C2=CA(因为由围护结构外表面射出去的热量几乎全部被外界空间所吸收)。A、内分别取围护结构外表面及室外空气温度。即:
9r=
9\-02
Rr
式中^二+―辖射换热難,m2H/kJ
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