在图中，1、2、3分别为气体辐射、预燃烧室内的火焰辐射和主燃烧室内的火焰辐射与辐射传热总量Qtotal之间的比率。此时努塞尔特数Nu定义为式中，为单位时间的平均传热量（散热量）；B为气缸内径；kg为气体热传导系数。由泰勒发表的气体相关温度Tg，a、黏性系数μg、热传导系数kg随当量比φ的关系如图8-15所示。......
2023-06-28
直射辐射和散射辐射的区别
【摘要】：当天空布满均匀的云层或多雾的天气时，散射辐射均匀分布于整个天空，也就是说，天空的散射辐射是各向同性的。可是一部分地方气象台仅检测并记录水平面上的太阳总辐射，即水平面上的直射辐射和散射辐射的总和。在使用这些数据时，就需要先把太阳总辐射分离成为直射辐射和散射辐射两部分。
如前所述，到达地球表面上的太阳总辐射由直接辐射和散射辐射两部分组成。
1.直接辐射
“直接辐射”是不改变辐照方向的太阳辐射。根据布格尔-朗伯定律，可以推导出与太阳直接辐射垂直表面上的直射辐照度的计算式为
Ib，n=rS0Pm（2-11）式中，Ib，n为与太阳辐射垂直表面上直射辐照度（W/m2）；S0为太阳常数，为1.367W/m2；r为日地距离变化引起大气上界太阳辐照度变化的修正值；Pm为大气透明度，无因次。
同样，Pm可修正到m=2的大气透明度P2，或者修正到m=1的大气透明度P1。
2.散射辐射
“散射辐射”是被大气层或云层反射和散射后改变了方向的太阳辐射。散射辐射来自半球天空四面八方的各个方向，所以有时也称为“天空辐射”。
散射辐射的入射方向是一个比较复杂的问题，它与大气状况密切相关。
当天气晴朗时，散射辐射遵循瑞利（Rayleigh）定律，在太阳直射辐射的入射方向及其相反的方向上时散射辐射量最大。因此，对于晴天来说，可近似地认为大部分的散射辐射是从太阳附近而来的，散射辐射方向与直射辐射方向基本相同。
当天空布满均匀的云层或多雾的天气时，散射辐射均匀分布于整个天空，也就是说，天空的散射辐射是各向同性的。在这种情况下，散射辐射相对于水平面上的入射角可当作60°来处理。
观测资料已表明，晴天到达水平面上的散射辐照度，主要取决于太阳高度角和大气透明度。水平面上的散射辐照度可用下式计算：
Id=C1（sinαs）C2 （2-12）
式中，Id为水平面上散射辐照度（W/m2）；αs为太阳高度角；C1、C2为经验常数。C1和C2的数值取决于大气透明度，虽然不同的文献给出的数值不同，但按式（2-12）计算Id的结果差别不大，其误差在允许的观测值范围内。
表2-6给出了不同大气透明度情况下的C1和C2值。
表2-6 不同大气透明度情况下的C1和C2值
太阳辐射资料通常是由各地气象台提供的。可是一部分地方气象台仅检测并记录水平面上的太阳总辐射，即水平面上的直射辐射和散射辐射的总和。在使用这些数据时，就需要先把太阳总辐射分离成为直射辐射和散射辐射两部分。
根据对太阳辐射观测的分析，已经发现水平面上的太阳总辐射月平均日辐照量与太阳总辐射月平均日辐照量的比值，跟水平面上的太阳总辐射月平均日辐照量与大气上界太阳辐射月平均日辐照量的比值之间，具有很好的相关性，并符合如下的散射辐射回归方程：
式中，Kd为水平面上的太阳总辐射月平均日辐照量与太阳总辐射月平均日辐照量的比值；KT为水平面上的太阳总辐射月平均日辐照量与大气上界太阳辐射月平均日辐照量的比值；
为水平面上散射辐射月平均日辐照量，MJ/（m2·d）；Ht为水平面上太阳总辐射月平均日辐照量，MJ/（m2·d），各地气象台提供；H0为大气上界太阳辐射月平均日辐照量，MJ/（m2·d），可查表2-7。
表2-7 北纬20°～65°大气上界太阳辐射月平均日辐照量 [单位：MJ/（m2·d）]
这样，由Ht和H0得到KT，代入式（2-11）得到Kd，然后可分别计算水平面上直射辐射和散射辐射月平均日辐照量：
Hd=KdHt （2-14）
Hb=Ht-Hd （2-15）
式中，Hb为水平面上直射辐射和散射辐射月平均日辐照量[MJ/（m2·d）]。
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