辐射换热的分析与计算PDF电子书下载

第一章 热辐射与黑体辐射 1

§1.1 热辐射 1

§1.2 黑体辐射 3

1.2.1 黑体的辐射强度 4

1.2.2 黑体的辐射力 6

1.2.3 黑体辐射力按波长的分布——普朗克定律 7

1.2.4 斯蒂芬－玻尔兹曼定律 12

参考文献 14

习题 14

第二章 强吸收介质的表面辐射特性 16

§2.1 表面辐射特性的定义 16

2.1.1 辐射率 16

2.1.2 吸收率 19

2.1.3 反射率 21

2.1.4 基尔霍夫定律．漫射灰体 23

§2.2 固体表面的辐射特性 26

2.2.1 金属表面的辐射特性 27

2.2.2 非金属表面的辐射特性 30

2.2.3 光谱选择性表面 34

§2.3 应用电磁理论于表面辐射特性的计算 38

2.3.1 辐射波在电介质和金属中的传播 38

2.3.2 辐射波通过两种介质交界面的反射和折射 43

2.3.3 固体表面辐射特性的计算 47

参考文献 51

习题 52

第三章 辐射角系数及其计算方法 54

§3.1 辐射角系数的定义公式及其应用 54

3.1.1 两个微元表面之间的辐射换热及其辐射角系数 54

3.1.2 微元表面与有限表面之间的辐射角系数 57

3.1.3 有限表面之间的辐射角系数 61

3.1.4 辐射角系数用于漫射灰表面的条件 63

§3.2 辐射角系数的分析计算法 64

3.2.1 环路积分法 64

3.2.2 代数法 70

3.2.3 封闭空腔法与张弦法 74

3.2.4 微分法 78

§3.3 辐射角系数的数值计算法——蒙特卡洛法 79

3.3.1 蒙特卡洛法计算辐射传递系数的基本原理 81

3.3.2 计算辐射传递系数的通用程序框图与计算实例 84

参考文献 89

习题 89

第四章 漫射固体表面之间的辐射换热 92

§4.1 等温均匀漫射表面之间的辐射换热 92

4.1.1 净辐射法 92

4.1.2 热网络法 100

4.1.3 数值解法 106

§4.2 非等温非均匀辐射表面之间的辐射换热 111

4.2.1 辐射换热线性积分方程数值解 113

4.2.2 辐射换热线性积分方程近似解 128

4.2.3 辐射换热线性积分方程的分析解 144

§4.3 非灰体漫射表面之间的辐射换热 146

4.3.1 多带近似法 148

4.3.2 半灰体近似法 151

参考文献 155

习题 156

第五章 辐射、导热与对流耦合换热的应用 159

§5.1 几种类型散热器肋片的换热计算 159

5.1.1 板形直肋的散热计算 159

5.1.2 梯形环肋的散热计算 162

5.1.3 楔形腔直肋的散热计算 165

§5.2 高温气体在管道中流动的换热计算 176

§5.3 太阳能集热器的换热计算 194

§5.4 激光器的热稳定性分析 199

参考文献 213

习题 214

第六章 非漫射表面的辐射换热 217

§6.1 简单几何条件下镜反射与漫反射的比较 217

§6.2 镜反射面和漫反射面组成的封闭腔内的辐射换热 219

6.2.1 包含少量镜反射面的封闭腔 219

6.2.2 交换系数 226

6.2.3 包含有多个镜反射面的封闭腔 229

6.2.4 曲面镜反射的辐射交换 233

§6.3 同时具有镜反射与漫反射的表面所组成的封闭腔内的辐射换热 235

§6.4 包含有镜反射面的半灰体封闭腔内的辐射换热 239

参考文献 241

习题 242

第七章 气体辐射及其辐射能量传递的基本方程式 244

§7.1 气体对辐射能量的吸收、发射和散射 244

7.1.1 气体辐射的基本特性 244

7.1.2 在吸收性与散射性气体中辐射能量的衰减 246

7.1.3 气体的能量发射 252

7.1.4 气体的吸收率、辐射率和透射率 253

§7.2 辐射能量传递方程式 256

7.2.1 通用辐射传递方程与热流方程 257

7.2.2 平面气体层中的辐射能量传递方程和热流方程 260

7.2.3 几种简化条件下的辐射能量传递方程和热流方程 263

参考文献 270

习题 271

第八章 气体辐射换热的计算方法 272

§8.1 光学薄极限近似法 272

§8.2 扩散近似法 276

§8.3 平均吸收系数法 281

§8.4 温度线性化近似法 284

§8.5 指数核法 285

§8.6 米尔恩－埃丁敦近似法 289

§8.7 净辐射法 290

8.7.1 辐射热流方程式 290

8.7.2 几何平均透射率和几何平均吸收率 294

§8.8 平均光程法 297

8.8.1 平均光程的概念 297

8.8.2 平均光程法在工业炉辐射换热计算中的应用 301

§8.9 蒙特卡洛法 305

8.9.1 气体中能束的行程长度及气体发射能束的方向 306

8.9.2 两个无限大平板之间气体温度分布及传热的计算 307

§8.10 分区法 311

8.10.1 气体对表面的辐射 311

8.10.2 表面对表面的辐射 312

8.10.3 气体对气体的辐射 313

8.10.4 表面对气体的辐射 313

参考文献 314

习题 315

第九章 气体辐射、导热和对流的耦合换热 318

§9.1 辐射和导热耦合换热基本方程式及其极限情况下的解 318

§9.2 辐射和导热耦合换热的直接数值解 323

§9.3 辐射和导热耦合换热的指数核近似解 326

§9.4 辐射和导热耦合换热的级数展开近似解 329

§9.5 辐射和导热耦合换热的交换系数近似法 330

§9.6 气体管内流动的耦合换热 337

§9.7 层流边界层流动的耦合换热 342

9.7.1 光学薄近似解 343

9.7.2 光学厚近似解 345

参考文献 347

习题 348

附录 349

附录1 黑体辐射函数表与辐射常数表 349

附录2 常用辐射角系数一览表 355

附录3 固体表面材料辐射特性表 361

附录4 指数积分 365

参考文献 367