在平常的生活中自然对流时的换热：

　　流体各部分因冷热不均而密度不同所引起的流动称为自然对流。设一个固体表面与周围流体有温度差，这时假定物体的温度高，流体受热密度变小而上升，同时冷气流则流过来补充，这样就在固体表面与流体之间产生了自然对流换热。炉子外表面与大气就存在着自然对流换热，如图3-9所示。显而易见，炉顶附近的对流循环比较容易，侧墙次之，而架空炉底下面的循环较难，对流换热的能力也**差。所以固体表面的位置是影响自然对流的因素之一。当换热面向上时，计算所得的给热系数口比垂直表面约增加30%;若换热面向下，则。要减少约30%e自然对流换热的特征数方程式具有下列的形式:Nu。二C(G·Pr)-，(3一25)式中，Crr是一个流体自然流动过程的相似特征数，它是浮升力与a性力间的比值，称为格拉晓夫数。

　　辐射换热

　　热辐射的基本概念

　　热辐射的本质

　　 辐射与传导或对流有着不同的本质。传导与对流传递热量要依靠传导物体或流体本身。而辐射是电磁能的传递，能量的传递不需要任何中间介质的直接接触，真空中也能进行。

　　 物体中带电微粒的能级如发生变化，就会向外发射辐射能。辐射能的载运体是电磁波，电磁波根据其波长不同。有宇宙射线、r射线、X射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波等。物体把本身的内能转化为对外发射辐射能及其传播的过程称为热辐射。热辐射效应**显著的射线，主要是红外线波(0。76^-205m)。其次是可见光波((0。38-0。765m)。作为工业炉上所涉及的温度范围。热辐射主要位于红外线波的区段，也称为热射线。

　　 辐射是一切物体固有的特性，只要物体温度在**零度以上，都会向外辐射能量，不仅是高温物体把热量辐射给低温物体。而且低温物体也向高温物体辐射能量。所以辐射换热就是物体之间相互辐射和吸收过程的结果。只要加热炉参与辐射的各物体温度不同。辐射换热的差值就不会等于零，**终低温物体得到的热量就是热交换的差额。因此，辐射即使在两个物体温度达到平衡后仍在进行，只不过换热量等于零，温度没有变化而已。物体时热辐射的吸收、反射和透过热射线和可见光线的本质相同，所以可见光线的传播、反射和折射等规律。对热射线也同样适用。绝大多数工程材料都是不透过热射线的，即D=O，A+R=1，当R=O，D=O。A=1，即落在物体上的全部辐射热能，都被该物体所吸收，这种物体称为**黑体，简称黑体。当A=O，D=O。R=1。即落在物体上的全部辐射热能，被该物体反射出去，这种物体称为**白体，简称白体。如果对辐射热能的反射角等于人射角，形成镜面反射，这样的物体称为镜体。白体和白色概念是不同的，白色物体是指对可见光线有很好的反射性能，而白体是指对热射线有很好的反射能力，例如石膏是白色的。但并不是白体，因为它能吸收落在它上面的热辐射的90%以上，更接近于黑体。

　　 当A=O，R=O，D=1，即投射到物体上的辐射热，全部能透过该物体，这种物体称为**透明体或透热体。透明体也是对热射线而言的，例如玻璃对可见光来说是透明体。但对热辐射却几乎是不透明体。在加热炉或轧钢机前的操纵台上装有玻璃窗，可以透过可见光便于操作，而挡住长波热射线的辐射。

　　 自然界所有物体的吸收率、反射率和透过率的数值都在0-1的范围内变化，**黑体并不存在。但**黑休这个概念，无论在理论上还是实验研究工作上都是十分重要的。用人工方法可以制成近乎**黑体的模型。如图3-11所示，在空心物体的壁上开一个小孔，假使各部分温度均匀，此小孔就具有**黑体的性质。若小孔面积小于空心物体内壁面积的0。6%，所有进入小孔的辐射热，在多次反射以后，99。6%以上都将被内壁吸收。