[发明专利]一种圆形颗粒间考虑障碍物的辐射换热量的计算方法

摘要

本发明公开了一种圆形颗粒间考虑障碍物的辐射换热量的计算方法，包括以下步骤：将圆形颗粒的表面均匀离散成N个点；寻找到圆形颗粒间的障碍物；实现辐射多通道到辐射单通道的转化；辐射单通道中换热量的计算；累加多个通道的换热量；完成总辐射换热量的计算。本发明所提供的方法将复杂的热辐射计算问题进行了简化，计算效率高。该方法既能得到准确的计算结果，也避免了复杂的计算过程，适用于复杂颗粒体系中辐射换热量的计算。

主权项

1.一种圆形颗粒间考虑障碍物的辐射换热量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将圆形颗粒的表面均匀离散成N个点；(2)寻找到圆形颗粒间的障碍物；其具体为连接两个待计算圆形颗粒的圆心成一线段，以该线段的长度为直径，线段的中点为圆心绘制一个搜索圆；若其他物体与该搜索圆有交点，则该物体视为障碍物。(3)实现辐射多通道到辐射单通道的转化；(4)辐射单通道中换热量的计算；所述单通道间辐射换热量的计算遵循下述规则：将圆形颗粒看成黑体，假设圆形颗粒发出的辐射能总和为Q，则Q有：式中，r为发出辐射圆形颗粒的半径，单位为m；σ表示斯蒂芬‑玻尔兹曼常数，其值为5.67e‑8W/(m2·K4)；T0表示该颗粒的开尔文温度，单位为K；dl表示单位厚度，单位为m；△t表示单位计算时间，单位为s；将颗粒表面均分为N个点后，每个点的辐射能为Q/N；对于圆周上的第i个点，假设辐射光线方向与该点外法线方向夹角为θ时，辐射光线的能量Qiθ为：从上式可知，辐射光线方向恰好与该点外法线方向重合时，即θ＝0时，辐射光线的能量最大，其值为：对于第i个点，令Qiθ在[‑π/2，π/2]的区域上进行积分，有：(5)累加多个通道的换热量；(6)完成总辐射换热量的计算。