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热辐射对闭式冷却塔选型的影响

时间:2021-07-04
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热传递方式分为三种:热传导、热辐射和热对流。前面我们已经讨论过热传导和热对流分别对闭式冷却塔选型时的影响,热传导主要决定了 传热材质,所以闭式冷却塔冷却盘管一般使用铜制或钢制盘管,热对流主要决定冷却形式,即风水走向,哪种设计使热对流速度最快。接下来给大家讲一下热辐射对闭式冷却塔选型时的影响。
热辐射,是指物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。热量传递的3种方式之一。一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射,温度愈 高,辐射出的总能量就愈大,短波成分也愈多。热辐射的光谱是连续谱,波长覆盖范围理论上可从0直至∞,一般的热辐射主要靠波长较长的可 见光和红外线传播。由于电磁波的传播无需任何介质,所以热辐射是在真空中唯一的传热方式。温度较低时主要以不可见的红外光进行辐射,当 温度为300℃时热辐射中最强的波长在红外区。当物体的温度在500℃以上至800℃时,热辐射中最强的波长成分在可见光区。
关于热辐射,其重要规律有4个:基尔霍夫辐射定律、普朗克辐射分布定律、斯蒂藩-玻耳兹曼定律、维恩位移定律。这4 个定律,有时统称 为热辐射定律。物体在向外辐射的同时,还吸收从其他物体辐射来的能量。物体辐射或吸收的能量与它的温度、表面积、黑度等因素有关。但 是,在热平衡状态下,辐射体的光谱辐射出射度(见辐射度学和光度学)r(λ,T)与其光谱吸收比a(λ,T)的比值则只是辐射波长和温度的函 数,而与辐射体本身性质无关。黑体是一种特殊的辐射体,它对所有波长电磁辐射的吸收比恒为1。黑体在自然条件下并不存在,它只是一种理 想化模型,但可用人工制作接近于黑体的模拟物。即在一封闭空腔壁上开一小孔,任何波长的光穿过小孔进入空腔后,在空腔内壁反复反射,重 新从小孔穿出的机会极小,即使有机会从小孔穿出,由于经历了多次反射而损失了大部分能量 。对空腔外的观察者而言,小孔对任何波长电磁 辐射的吸收比都接近于1,故可看作是黑体。将基尔霍夫辐射定律应用于黑体,由此可见,基尔霍夫辐射定律中的函数f(λ,T)即黑体的光谱辐 射出射度。
热辐射主要有以下的特点:
1、任何物体,只要温度高于0℃,就会不停地向周围空间发出热辐射;
2、可以在真空和空气中传播;
3、伴随能 量形式的转变;
4、具有强烈的方向性;
5、辐射能与温度和波长均有关;
6、发射辐射取决于温度的4次方。
根据能量守恒定律有:Q= Qr + Qa + Qd 1= Qr / Q + Qa / Q + Qd/ Q=r+a+d r ——反射率; a ——吸收率; d ——透过率。 当吸收率 a=1 时,表明物体能将投射到它表面的热射线全部吸收,称为绝对黑体,简称黑体。当反射率 r =1 时,表明物体能将投射到它表 面的热射线全部反射出去,称为绝对白体,简称白体。当是镜反射(入射角 = 反射角)则称镜体。当 d=1 时,称为绝对透明体,简称透明体, 又称介热体、透热体。应该指出:上面所说的黑体、白体、透明体均是对热射线而言,而不是对可见。 热辐射在闭式冷却塔设计过程中影响最小,起不到关键作用,前面我们谈过传导系数,在某一环境条件下,冷却器的整体传热系数是上下波 动的,盘管内水温的高低决定了热辐射的强热系数。

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