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比較容易，側墻次之，而架空爐底下面的循環較難，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*的相似特征數，它是浮升力與a性力間的比值，稱為格拉曉夫數。

　　輻射換熱

　　熱輻射的基本概念

　　熱輻射的本質

　　 輻射與傳導或對流有著不同的本質。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的直接接觸，真空中也能進行。

　　 物體中帶電微粒的能級如發生變化，就會向外發射輻射能。輻射能的載運體是電磁波，電磁波根據其波長不同。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。物體把本身的內能轉化為對外發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)。作為工業爐上所涉及的溫度范圍。熱輻射主要位于紅外線波的區段，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**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相同，所以可見光線的傳播、反射和折射等規律。對熱射線也同樣適用。絕大多數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**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**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**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值都在0-1的范圍內變化，**黑體并不存在。但**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**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**黑體的性質。若小孔面積小于空心物體內壁面積的0。6%，所有進入小孔的輻射熱，在多次反射以后，99。6%以上都將被內壁吸收。