问答题
两个直径为0.4m，相距0.1m的平行同轴圆盘，放在环境温度保持在300K的大房间内。两圆盘背面不参与换热。其中一个圆盘绝热，另一个保持均匀温度500K，发射率为0.6。且两圆盘均为漫射灰体。试确定绝热圆盘的表面温度及等温圆盘表面的辐射热流密度。(注：从《传热学》教材图8-9“两同轴平行圆盘问角系数”可知x1,2=0.62)
【正确答案】这是三个表面组成封闭系的辐射换热问题，表面1为漫灰表面，表面2为绝热表面，表面3相当于黑体。如图8-(a) 所示。辐射网络图见8-(b) 所示。
计算角系数分别为
X1,2=0.62
X1,3=X2,3=1-0.62=0.38。
吸收热量面积分别为
对于J1，J2列节点方程：
其中J3=Eb3=σT34=5.67×10-8×3004=459.27W/m2，
Eb1=σT14=5.67×10-8×50043543.75W/m2。
节点间的热阻分别为
因而(1) ，(2) 式成为
解得：
等温圆盘1的表面辐射热流：
计算角系数分别为
X1,2=0.62
X1,3=X2,3=1-0.62=0.38。
吸收热量面积分别为
对于J1，J2列节点方程：
其中J3=Eb3=σT34=5.67×10-8×3004=459.27W/m2，
Eb1=σT14=5.67×10-8×50043543.75W/m2。
节点间的热阻分别为
因而(1) ，(2) 式成为
解得：
等温圆盘1的表面辐射热流：
图8-(a)
【答案解析】