传热学课后习题答案(7)

?T?600?m?K,Fb(0??)?0;?T?800?m?K,Fb(0??)?0.16?10?4

解：可见光波长范围0.38～0.76μm 0.38μm 0.76μm 973K 369.7（0） 1173K 445.7（0） 1373K 521.7（0） 739.5（1.116×891.5（1.565×1043.5（5.80810-5） 10-4） ×10-4） Eb700(0.38?0.76)?Fb700(0.38?0.76)Eb700?0.5672W/m2 Eb900(0.38?0.76)?Fb900(0.38?0.76)Eb900?16.8W/m2 Eb1100(0.38?0.76)?Fb1100(0.38?0.76)Eb1100?117.03W/m2

8-10、一等温空腔的内表面为漫射体，并维持在均匀的温度。其上有一个面积为0.02㎡的小孔，小孔面积相对于空腔内表面积可以忽略。今测得小孔向外界辐射的能量为70W，试确定空腔内表面的温度。如果把空腔内表面全部抛光，而温度保持不变，问这对小孔向外的辐射有何影响？

Eb???3500W/m2A

Eb?5.67?10?8?T4?T?499K

8-15、已知材料A、B的光谱发射率与波长的关系如附图所示，试估计这两种材料的发射率随温度变化的特性，并说明理由。

8-17、一漫射表面在某一温度下的光谱辐射强度与波长的关系可近似地用附图表示， (1)计算此时的辐射力；

(2)计算此时法线方向的定向辐射强度，及与法向成60°角处的定向辐射强度。 解：(1)计算辐射力

E??E?d??1250W/m20x

(2)漫射表面服从lambert定律，各个方向上定向辐射强度相等

L?E??398W/m2Sr

8-19、一表面的定向发射率随角的变化如图所示，试确定该表面的发射率与法向发射率的比值。

?(?)cos?d?????2???2??0d??2?(?)cos?sin?d?0????2??4??0.7cos?sin?d????20.3cos?sin?d????0??4???0.5

?0.5??0.714?n0.7

8-21、温度为310K的4个表面置于太阳光的照射下，设此时各表面的光谱吸收比随波长的变化如附图所示。试分析，在计算与太阳能的交换时，哪些表面可以作为灰体处理？为什么？

8-22、一直径为20mm的热流计探头，用以测定—微小表面积A1的辐射热流．该表面的温度为T1=1000K。环境温度很低．因而对探头的

影响可以不计。因某些原因，探头只能安置在与A1表面法线成45°角处，距离l=0.5m (见附图)。探头测得的热量为1.815×10－

3

W。表面A1是漫射的，而探头表面的吸收

比可近似地取为1。试确定A1的发射率。A1的面积为4×10－4m2。

解：A1为漫射表面，服从lambert定律，

所以有E?L?

??EL??????L?EbEb A1cos???

探头对A1构成的立体角为

cos?23Ac?dcos??4??2?4??4.443?10Sr22r4l?l????cos??

?d2?????????0.8EbA1cos???

8-25、测定物体表面辐射特性的装置示于附图中。空腔内维持均匀温度Tf=1000K；腔壁是漫灰体ε=0.8。腔内1000K的热空气与试祥表面间的对流换热表面传热系数h=10W／m2·K。试样的表面温度用冷却水维持,恒为300℃，试样表面的光谱反射比示于附图。(1)计算试样的吸收比；(2)确定其发射率；(3)计算冷却水带走的热量。试样表面积A=5cm2。

解：???0,4?,?????0.8;???4,??,?????0.2

???,T????,T?E??T?d???????????,T?E??T?d?012b2?02b2?0,4?b?0,4?F???4,???1?Fb?0,4??

?T2?4000,Fb?0,4??0.4813 ??0.48878

根据基尔霍夫定律，?????????

???,T?E??T?d????????E??T?d?01b1?0b2?0,4?b?0,4?F???4,???1?Fb?0,4??

?T2?2292,Fb?0,4??0.1192

??0.27152

Q?QR?QC??2?AEb?T2??hA?Tf?T1??13.22W

第九章

9-31、有一水平放置的正方形太阳能集热器，边长为1.1m，吸热表面的发射率0.2，对太阳能的吸收比0.9。当太阳的投入辐射为800W/㎡时，测得集热器吸热表面的温度为90℃。此时环境温度为30℃，天空可视为23K的黑体。试确定此集热器的效率。设吸热表面直接暴露于空气中，其上无夹层（集热器效率定义为集热器所吸收的太阳辐射能与太阳投入辐射之比）。

9-32、假设在上题所述的太阳能集热器吸热面上加了一层厚的空气夹层（空气压力为1.013×105Pa），夹层顶盖玻璃内表面的平均温度为

40℃，玻璃的穿透比为0.85，其他条件不变。试计算此情形下太阳能集热器的效率。

??Tw??Tsky???R??AC0??????100????238.24W100??????

定性温度

tm?90?30?60℃，?＝0.029，?＝18.97?10?6，Pr?0.6962

Gr?Pr?g?v?tl3?2Pr?4.5455?1091/3

Nu?0.15?Gr?Pr?h??248.477

Nu??6.55W/m2?Kl

???C?hA?t?475.58W

集热板的总散热量为：

?散??C??R?713.83W

吸收的太阳能为

?吸??AG?871.2W

???吸??散?18.06%?吸

查表8-2知玻璃的法向发射率0.94

??Tw??Tg????AC0?????????100??100????R'??105.2W11??1?1?2

定性温度

tm?90?40?65℃，?＝0.0293，?＝19.5?10?6，Pr?0.6952

Gr??g?v?t?3?2?1.952?106

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