第8章 热辐射基本定律.ppt

主讲教师： 李志生 广东工业大学 土木与交通工程学院 ;第8章 热辐射的基本定律;本章主要内容;第一节 基本概念;第一节 基本概念;热辐射的特点： （1）所有温度大于0K的物体都具有辐射能力，温度 越高，辐射能力越强。 （2）热辐射不依靠中间介质，可以在真空中传播。 （3）物体间以热辐射方式进行的热量传递是双向的，并且伴随着能量形式的转换 。;1-2吸收、反射和透射;;黑体：物体能吸收全部的外来射线，α=1 白体：物体能反射全部外来射线，ρ=1 透明体：物体能被外来射线所全部透射，τ=1 ;1-3 辐射强度和辐射力 辐射能的分布 按空间方向分布 按波长分布 一、定向辐射强度 立体角：空间角度。单位为sr（球面度）。 以立体角的角端为中心，作半径为r的半球，将半 球表面上被立体角所切割的面积A除以半径的平方 r2，即得到立体角的量度： 半球的立体角ω＝2π ;微元立体角 ;定向辐射强度(简称辐射强度）：在某给定辐射方向上，单位时间、单位可见辐射面积、在单位立体角内所发射全部波长的能量。所谓可见辐射面积，是指站在给定辐射方向上所看到的（？）发射辐射能物体的表面积。;光谱定向辐射强度（单色辐射强度） ：在某给定辐射方向上，单位时间、单位可见辐射面积，在波长 附近的单位波长间隔内，单位立体角所发射的能量，称为光谱定向辐射强度，又称为单色定向辐射强度。;二、辐射力 ;辐射力：单位时间内，物体的每单位辐射面积向半球空间所发射的全部波长的总能量。 ;光谱辐射力（单色辐射力）：单位时间内，物体的每单位面积，在波长λ附近的单位波长间隔内，向半球空间所发射全波长的能量。 ;光谱定向辐射力（单色定向辐射力）：单位时间内，物体的每单位面积、向半球空间的某给定辐射方向上，在单位立体角内所发射在波长λ附近的单位波长间隔内的能量。;第二节 热辐射的基本定律;第二节 热辐射的基本定律;图8-5a 普朗克定律揭示的关系 Ebλ=f (λ，T);;二、维恩位移定律 ;例题8-1;;二、维恩位移定律 ;2－2 斯蒂芬－玻尔兹曼定律 斯蒂芬－玻尔兹曼定律表达式： ;工程上常计算某一波段范围内黑体的辐射能及其在辐射力中所占的百分数。 ;;例题8-3;;;;;;2－3 兰贝特余弦定律 把物体发射的定向辐射强度与方向无关的特性成为漫发射，而反射的定向辐射强度与方向无关的性质称为漫反射，若某物体既有漫发射性质，又有漫反射性质，称为漫射表面。 黑体在半球空间各方向上的辐射强度相等（兰贝特余弦定律）。 ;黑体的定向辐射力随方向角按余弦规律变化，法向的定向辐射力最大。;2－4 基尔霍夫定律 一、实际物体的辐射发射率 物体的发射率：实际物体的辐射力与同温度下的黑体的辐射力之比。;实际物体的辐射力;灰体：物体单色辐射力与同温度黑体单色辐射力随波长的变化曲线相似，或它的单色发射率不随波长变化。 ;;本节中，还有几点需要注意 将不确定因素归于修正系数，这是由于热辐射非常复杂??很难理论确定，实际上是一种权宜之计； 服从Lambert定律的表面成为漫射表面。虽然实际物体的定向发射率并不完全符合Lambert定律，但仍然近似地认为大多数工程材料服从Lambert定律，这有许多原因； 物体表面的发射率取决于物质种类、表面温度和表面状况。这说明发射率只与发射辐射的物体本身有关，而不涉及外界条件。;二、基尔霍夫定律 物体表面单色定向发射率等于它的单色定向吸收率。;二、基尔霍夫定律 物体表面单色定向发射率等于它的单色定向吸收率。;思考题;思考题;谢谢!