在平常的生活中自然對流時的換熱：

　　流體各部分因冷熱不均而密度不同所引起的流動稱為自然對流。設一個固體表面與周圍流體有溫度差，這時假定物體的溫度高，流體受熱密度變小而上升，同時冷氣流則流過來補充，這樣就在固體表面與流體之間產(chǎn)生了自然對流換熱。爐子外表面與大氣就存在著自然對流換熱，如圖3-9所示。顯而易見，爐頂附近的對流循環(huán)比較容易，側(cè)墻次之，而架空爐底下面的循環(huán)較難，對流換熱的能力也*差。所以固體表面的位置是影響自然對流的因素之一。當換熱面向上時，計算所得的給熱系數(shù)口比垂直表面約增加30%;若換熱面向下，則。要減少約30%e自然對流換熱的特征數(shù)方程式具有下列的形式:Nu。二C(G·Pr)-，(3一25)式中，Crr是一個流體自然流動過程特有的相似特征數(shù)，它是浮升力與a性力間的比值，稱為格拉曉夫數(shù)。

　　輻射換熱

　　熱輻射的基本概念

　　熱輻射的本質(zhì)

　　 輻射與傳導或?qū)α饔兄?*不同的本質(zhì)。傳導與對流傳遞熱量要依靠傳導物體或流體本身。而輻射是電磁能的傳遞，能量的傳遞不需要任何中間介質(zhì)的直接接觸，真空中也能進行。

　　 物體中帶電微粒的能級如發(fā)生變化，就會向外發(fā)射輻射能。輻射能的載運體是電磁波，電磁波根據(jù)其波長不同。有宇宙射線、r射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線和無線電波等。物體把本身的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為對外發(fā)射輻射能及其傳播的過程稱為熱輻射。熱輻射效應*顯著的射線，主要是紅外線波(0。76^-205m)。其次是可見光波((0。38-0。765m)。作為工業(yè)爐上所涉及的溫度范圍。熱輻射主要位于紅外線波的區(qū)段，也稱為熱射線。

　　 輻射是一切物體固有的特性，只要物體溫度在絕對零度以上，都會向外輻射能量，不僅是高溫物體把熱量輻射給低溫物體。而且低溫物體也向高溫物體輻射能量。所以輻射換熱就是物體之間相互輻射和吸收過程的結(jié)果。只要加熱爐參與輻射的各物體溫度不同。輻射換熱的差值就不會等于零，*終低溫物體得到的熱量就是熱交換的差額。因此，輻射即使在兩個物體溫度達到平衡后仍在進行，只不過換熱量等于零，溫度沒有變化而已。物體時熱輻射的吸收、反射和透過熱射線和可見光線的本質(zhì)相同，所以可見光線的傳播、反射和折射等規(guī)律。對熱射線也同樣適用。絕大多數(shù)工程材料都是不透過熱射線的，即D=O，A+R=1，當R=O，D=O。A=1，即落在物體上的全部輻射熱能，都被該物體所吸收，這種物體稱為絕對黑體，簡稱黑體。當A=O，D=O。R=1。即落在物體上的全部輻射熱能，**被該物體反射出去，這種物體稱為絕對白體，簡稱白體。如果對輻射熱能的反射角等于人射角，形成鏡面反射，這樣的物體稱為鏡體。白體和白色概念是不同的，白色物體是指對可見光線有很好的反射性能，而白體是指對熱射線有很好的反射能力，例如石膏是白色的。但并不是白體，因為它能吸收落在它上面的熱輻射的90%以上，更接近于黑體。

　　 當A=O，R=O，D=1，即投射到物體上的輻射熱，全部能透過該物體，這種物體稱為絕對透明體或透熱體。透明體也是對熱射線而言的，例如玻璃對可見光來說是透明體。但對熱輻射卻幾乎是不透明體。在加熱爐或軋鋼機前的操縱臺上裝有玻璃窗，可以透過可見光便于操作，而擋住長波熱射線的輻射。

　　 自然界所有物體的吸收率、反射率和透過率的數(shù)值都在0-1的范圍內(nèi)變化，絕對黑體并不存在。但絕對黑休這個概念，無論在理論上還是實驗研究工作上都是十分重要的。用人工方法可以制成近乎絕對黑體的模型。如圖3-11所示，在空心物體的壁上開一個小孔，假使各部分溫度均勻，此小孔就具有絕對黑體的性質(zhì)。若小孔面積小于空心物體內(nèi)壁面積的0。6%，所有進入小孔的輻射熱，在多次反射以后，99。6%以上都將被內(nèi)壁吸收。