輻射換熱
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
輻射換熱的視頻教程
ABAQUS熱傳導模擬教程（涉及固體傳熱、輻射換熱、對流換熱）
該算例講解了典型熱傳導的模擬，該模擬中考考慮了固體換熱、輻射換熱、對牛換熱等。在該視頻中詳細講解了從前處理的每一步操作設置，以及后處理的相關操作方法，并附帶有相關的講解。通過該案例，將有助于ABAQUS軟件學習者掌握傳熱模擬的基本設置。
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熱傳導模擬教程（涉及固體傳熱、對流換熱、輻射換熱設置以及后處理操作）
該算例是針對前面熱傳導模擬算例中，有部分學員提出關于一些設置為何需要那么設置的講解，該算例以一個簡單立方體模型進行講解。該模擬中考考慮了固體換熱、輻射換熱、空氣自然對流換熱等。在該視頻中詳細講解了從前處理的每一步操作設置，以及后處理的相關操作方法，并附帶有相關的講解。通過該案例，將有助于ABAQUS軟件學習者掌握傳熱模擬的基本設置。
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fluent傳熱壁面設置 定溫度 對流換熱 輻射 壁面厚度 shell conduction
講述了fluent傳熱壁面設置參 定溫度 對流換熱 輻射 壁面厚度 shell conduction等參數設置及含義
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輻射換熱的實例教程
問題描述：兩平板間及兩同心圓筒間的輻射換熱，涉及發射率、吸收率等相關參數。
兩平板間輻射換熱：選取平板為30*30*2mm，兩平板間距為30mm，平板溫度分別為300和100攝氏度，兩圓筒間的輻射換熱問題與平板輻射換熱原理相同。
分析類型：輻射換熱
分析平臺：ANSYS Workbench 17.0
分析人：技術鄰 一無所有就是打拼的理由
技術難點：兩平板間吸收率及發射率的設置
可代做業務：穩態，瞬態熱分析，結構分析等
結果有不妥之處，歡迎大家指正。
abaqus輻射換熱模擬過程詳解 ￥99
之前 發表過一個輻射換熱的帖子，很多小伙伴沒有很明白，現在我以視頻的方式向大家說明下具體詳細做法,后邊附加工程文件inp供大家參考學習。
圖6-9 一些通過擾動空氣流動提高換熱效率的散熱器設計
在系統級的產品中，散熱器設計、風扇選型和風道設計三者之間的組合優化是相當復雜的。當存在多個發熱點、多個散熱器、多顆風扇時，需要各部件之間相互配合，做到有效利用系統風量，弱化彼此熱點間的級聯效應，從而達到最優的設計組合。
3、輻射換熱——選擇合適的表面處理方式
使用自然散熱的電子產品，輻射換熱往往占有不可忽略的比例。當散熱器幾何結構設計已經完成時，表面處理方式會顯著影響換熱效果。電子產品工作的溫度范圍內，紅外線是主要的熱輻射波長。輻射換熱強度與產品的紅外輻射率成正比。對于暴露在陽光下的戶外產品，設備表面與太陽之間的輻射換熱則與其可見光輻射率成正比。關于原因，可以參考第二章輻射換熱的部分。
注：表面的紅外發射率與其表面溫度有關，列示的值僅供參考。
由上可知，對于輻射換熱，表面處理應當按照如下思路進行設計：
室內產品：結合散熱器的工作溫度，提高表面紅外輻射率；
散熱器暴露在陽光下的產品：提高表面紅外輻射率，降低表面可見光輻射率。
圖6-10 室內產品表面發黑處理，強化紅外輻射（a）
室外產品表面噴涂淺色涂料，降低可見光吸收率（b）（c）
4、總結
假定產品內部其它部分設計都已定型，從三種基本熱量傳遞方式的角度進行歸納，散熱器的主要優化思路可總結如下：
（END）
參考文獻
[1] YounesShabany, 夏班尼, 余小玲,等. 傳熱學:電力電子器件熱管理[M]. 機械工業出版社, 2013.
作者簡介：
陳繼良，著有書籍《從零開始學散熱》。
文章來源：熱設計
展開 一、輻射換熱
熱設計工程師通常不關心電子元件和外殼的輻射換熱。
影響輻射換熱的三個因素是物體與其周圍環境之間的溫差、物體與其周圍的表面特征以及物體對周圍環境的狀態。
首先，溫度差是設備外殼和外部機箱之間的差值，或者外部機箱和房間墻壁之間的差值。由于輻射熱傳遞是基于這種溫差的，當組件與其周圍環境之間的差值變得足夠高，輻射散熱就變得足夠重要了，此時設備很可能已經超過了其最高結溫。但在室溫下，輻射換熱還不到空氣中對流換熱所能傳遞熱量的10%。
其次，覆蓋設備或機箱的表面特性是另一個重要變量。電子產品中使用的材料通常對輻射是不透明的。但在用于電子器件的溫度范圍內，表面的顏色不會影響輻射發射率。
最后是視圖因子。這是離開一個表面并被另一個表面攔截的輻射的分數。對于較大球體內的球體，這可能高達1.0，或者非常低，例如兩個角度接近180°的板。代數方程可以計算視圖因子，不過這通常需要在計算機的幫助下完成。
盡管在電子封裝時通常不考慮輻射，但封裝可能會通過靠近高溫源來吸收輻射熱。這種情況可能發生在汽車的發動機艙中，其中電子模塊暴露在熱發動機部件和排氣歧管的輻射熱中。雖然物體的顏色在輻射冷卻中并不重要，但當物體可以從寬帶輻射源吸收熱能時，顏色就很重要了，尤其是當我們將電子封裝暴露在陽光下時。
二、自然對流和輻射換熱條件下的電子散熱器
半導體技術的快速發展已經導致微電子器件的散熱增加。被動冷卻是電子和電力電子設備的廣泛首選方法，因為它是一種價格低廉、安靜且無故障的解決方案。空氣冷卻被認為是電子封裝熱設計中的一項重要技術，因為在成本、空間和重量限制下，使用翅片來增強空氣冷卻是最簡單有效的散熱器結構。因此，開發一種系統的空氣冷卻散熱器設計方法對于滿足當前的熱需求和未來電子元件的高溫具有非常重要的意義。
展開 計算設置
本次計算假定各向同性散射和輻射平衡，不考慮流場計算。
物質屬性
計算物質設置為空氣，設置它的散射系數為0.5/m
熱輻射模型
選擇DO熱輻射模型
邊界條件
設置墻體的溫度值
計算結果
計算域溫度云圖
計算值與實驗值對比
熱通量對比圖表
參考文獻
G.D Raithby, E.H. Chui. “A Finite Volume Method for Predicting a Radiant Heat Transfer in Enclosoures with Participating Media”. Journal of Heat Transfer. Volume 112, pp. 415-423, 1990
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例如，對于溫度邊界，可以根據實際情況設定為固定溫度、對流換熱或輻射換熱等邊界條件。本次計算設置觸頭兩側的電流和電壓可以得到電弧隨著電流而變化產生的流動效果
將電弧可能的運動區域隔離出來，加密網格，讓電弧運動更加細致
4.結果分析
通過仿真計算，可以得到接觸器觸頭開斷過程中不同時刻的電弧形態。
為了準確模擬實際工況，模型考慮了太陽輻射強度、對流換熱邊界條件及材料熱物性參數的溫度依賴性，通過熱分析模塊計算溫度分布，再將溫度場傳遞至結構模塊進行應力與變形分析，實現溫度場與結構響應之間的耦合。</p><p>分析結果表明，鋁鍋在太陽能加熱過程中鍋底與側壁區域存在明顯的溫差，最大溫度集中在直接受光照區域；而結構響應方面，鍋體邊緣和連接區域產生了較大熱應力，可能成為未來失效的潛在風險點。
Basic parameters 基本參數設定面板，關閉輻射換熱（一般的機箱類電子產品無需考慮輻射換熱），設定環境溫度為20℃。Basic setting面板，可調整最大迭代步驟。
在求解過程中，我們通常會關注部分器件的溫度（或者是壓力、速度），拖動器件到Point模型樹下，Icepak會自動監測器件的中心溫度，同時可手動更改監控點的坐標、監控參數等。
之前 發表過一個輻射換熱的帖子，很多小伙伴沒有很明白，現在我以視頻的方式向大家說明下具體詳細做法,后邊附加工程文件inp供大家參考學習。
</p><p class="ql-align-justify">暴露在自然環境下的混凝土箱梁受到太陽輻射，對流換熱和輻射換熱的作用，在Abaqus中可以通過熱傳導、輻射和散射的設置實現此過程。本文致力于將傳熱分析后的應力/溫度結果與加上輻射散熱后的應力/溫度結果進行對比，探討熱力耦合分析進行輻射散熱的必要性。
設置求解器的啟停條件，輻射換熱沒有流動傳熱現象復雜，所以算1000步差不多了。
全都設置好了，計算已經收斂，輻射強度云圖顯示自散熱器外壁到宇宙環境逐漸減弱，輻射功率是100.936W。801所研制的系統中散熱器的散熱能力不知道是什么樣的一個量級，但原理和散熱方式大概就是這樣子。
直接氣化熔融技術中熔池的設置可以有效提高物料顆粒的碳轉化率,ZHOU等[16]利用高溫熔煉技術處理煤氣化細渣,發現脫碳率和截渣率比傳統的輻射換熱器分別提高了3.6%和18.6%。但是目前直接熔融系統仍主要用于垃圾處理[17],由于原料的熱值較低,往往需要輔助燃料助燃。
3、輻射換熱——選擇合適的表面處理方式
使用自然散熱的電子產品，輻射換熱往往占有不可忽略的比例。當散熱器幾何結構設計已經完成時，表面處理方式會顯著影響換熱效果。電子產品工作的溫度范圍內，紅外線是主要的熱輻射波長。輻射換熱強度與產品的紅外輻射率成正比。對于暴露在陽光下的戶外產品，設備表面與太陽之間的輻射換熱則與其可見光輻射率成正比。關于原因，可以參考第二章輻射換熱的部分。
一、輻射換熱
熱設計工程師通常不關心電子元件和外殼的輻射換熱。
影響輻射換熱的三個因素是物體與其周圍環境之間的溫差、物體與其周圍的表面特征以及物體對周圍環境的狀態。
首先，溫度差是設備外殼和外部機箱之間的差值，或者外部機箱和房間墻壁之間的差值。
圖源：動力電池包（自然對流 及輻射換熱）
熱失控仿真：電池在異常工況下可能發生熱失控，產生過高溫度，嚴重威脅電池的安全性。通過熱仿真技術，我們可以預測電池在不同工況下的溫度分布，提前發現潛在的熱失控風險，采取相應的安全措施。
