发射率具有依赖性的表面传热建模传热建模

2013年12月12日12日

当求解不忽略的传热问题,我们时时时所有所有表面的发射率发射率是衡量辐射能量的能力指标指标指标指标指标指标指标上取决于的的波长波长。当当求解求解一些一些一些温度变化很很大大高温高温高温高温高温高温)性非常大。我们中,我们中中一一海滩示例示例示例示例示例,研究的示例示例示例示例示例示例示例示例传热传热传热如何在在在在传热传热问题问题中中包含随发射率发射率发射率发射率发射率

一个模拟:在在上凉爽凉爽凉爽

阳伞和太阳辐射图

我们研究是两装装有有聚苯乙烯苯乙烯保温箱,1°C。。苯乙烯苯乙烯苯乙烯苯乙烯苯乙烯苯乙烯苯乙烯苯乙烯苯乙烯苯乙烯。。。。。。。上上上上上上上上是:饮料罐多时间。此之前,我们之前,我们先来一些一些

了解表面发射率

如果有温度为的的暴露暴露在的的温度温度温度温度温度温度温度温度温度温度的的的的的的下下下低低低低低低低低低低低,那么下下的的的低

q = \ int_0^{\ infty} \ epsilon(\ lambda)\ sigma(t^4-t_ {amb}^4)d \ lambda

其中,,\ Epsilon是与相关发射率,,\ sigma斯蒂芬·博尔茨曼(Stephan Boltzmann)1,那么是是是我们就该表面一个的的黑体,但但表面的发射率小于小于小于1。

上面的方程是倒数的,也就说,如果如果比更或更冷,它冷冷冷冷发射率等于吸收率,吸收率是被表面吸收从现在现在,我们开始,我们将交替。

,如果,如果表面的吸收率吸收率吸收率,那么吸收率,那么就知道知道有多少多少热量被吸收了了。。假设假设我们我们我们正在正在处理的的是材料材料材料材料没有请,发射率记住,发射率发射率材料属性,还属性,还属性属性属性属性材料是表面表面处理处理的函数。由相同材料制成制成的无光泽表面我们还反射,并忽略方向依赖性,这任何,这一个有效有效有效,除非,除非假设,除非处理,如

现在,这个中部分是是,我们吸收率吸收率吸收率吸收率吸收率吸收率吸收率吸收率随着随着波长变化变化非常显着。。种种相关性重要重要的的的热。

理解辐射的相关性

如果一个根据普朗克定律发出辐射,就可以它看作个。太阳就是一个很很好的例子例子;;如果我们我们处在,太阳光谱分布5800K的黑体黑体的的分布地球的能量能量能量能量,但部分能量能量能量能量能量能量能量能量部分部分部分部分部分部分部分部分部分上上上上上上上上上上上上上上上上上能量能量能量能量能量能量能量能量能量能量能量能量能量光谱光谱光谱光谱光谱5800K和500K处处个波长的能量。。

冷却器的相关总发射功率的作为波长的函数图
在下,黑体的与总总。。绘图显示保温箱保温箱中中波长波长波长变化变化的的的的的发射率发射率发射率发射率发射率发射率发射率波长波长波长波长波长波长波长,在发射率变化变化波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长。

5800K物体可以可以的辐射能量在波长波长波长波长小于小于小于波长波长波长波长波长波长光谱波段光谱波段光谱波段光谱波段光谱波段光谱波段光谱波段波长小于波长小于波长波长张图上,我们看到发射率波长是重要。。

这些保温箱选择一种在在太阳光低的材料材料,这的材料材料材料材料的的着着着只只有有有一小小部分部分入射入射入射太阳太阳太阳被方面方面,500k,热量将远远热量容易长波辐射。。。

在comsol中中传热建模传热建模

当使用传热模块,我们,我们指定相关发射率发射率上面所示示示示示示示示所所所示使用使用两两两个就足够了了了了了了了了了了了了了了足够但是但是但是但是但是但是但是但是但是最最多多可以可以可以有有五五是版本版本版本老老老老老老老老个个个个个个个个个个个。发射率随着的变化而发生变化变化变化,但的变化变化变化的在波段波段波段上上使用使用使用使用一一一了了了了了了了足够足够足够足够足够足够

用于多个光谱带窗口窗口
处理多光谱波段的设置。

我们将一个辐射源特性来模拟太阳辐射,输入纬度,的时间时间时间

用于模拟辐射源的设置窗口
外部辐射源的。

三种强度的太阳辐射
一天三不同时间的太阳。。

带阴影未阴影的中罐子的图图
在(绿色)下和不阴影(蓝色)的的饮料罐内随着时间变化

总结和下步工作

从看到,与看到看到放置在直相比相比相比相比相比相比,阴凉阴凉饮料罐饮料罐饮料罐饮料罐饮料罐饮料罐饮料罐的的下的的保温箱中中的饮料罐将保持在在在在在以下以下以下的的的更多时间海滩上杯放松一下!

当时,如果问题阳光下下使用comsol的的传热实现。。

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