第6章-热辐射及辐射传热 传热学 中国石油大学 华东.pdf

第六章 热辐传热  §6-1 热辐射的基本概念  §6-2 黑体辐射的基本定律  §6-3 黑体表面间的辐射传热与角系数  §6-4 实际物体辐射的基本规律  §6-5 封闭系统中灰体表面间的辐射传热 §6-1 热辐射的基本概念 一、热辐射本质 1、基本概念 辐射：物体以电磁波向外传递能量的现象。 热辐射 :由于物体内部微观粒子的热运动状态 改变，而将部分内能转换成电磁波的能量发射 出去的过程。电磁波落到物体上，一部分被物 体吸收，将电磁波的能量重新转换成内能。 2、特点： ①不需要物体直接接触。可在真空中传递 (最有效） ②有能量的转化。 辐射：辐射体内热能→辐射能 吸收：辐射能→受射体内热能 ③只要T0K,就有能量辐射。高温物体低温物体双 向辐射热能 ④物体的辐射能力与绝对温度的四次方成正比。 ⑤电磁波遵循c =νλ规律 3、电磁波谱 由于起因不同，物体发出电磁波的波长也同。 热辐射的波长主要位于0.10~1000μm的范围内。 热射线：热辐射产生的电磁波  热射线： 紫外线0.1~0.38μm 工业上一般物体(T2000K) 可见光0.38~0.76μm 热辐射的大部分能量的波长 红外线0.76~1000μm 位于0.76~20μm 。  近红外线0.76~1.4μm 太阳辐射：0.1~20μm  中红外线1.4~3.0μm 约定：除特殊说明，以后论  远红外线3.0~1000μm 及的热射线都指红外线。 波普上热射线中红外线占优，某一具体物体的热辐射中， 红外线热辐射并不一定也是占优的。 二、吸收比、反射比和透射比 当热辐射投射到物体表面上时，与可见光一样， 会发生吸收、反射和穿透三种现象。 Q Q Q Q    Q Q Q      1 Q Q Q         1 对于大多数的固体和液体： 0,   1 对于不含颗粒的气体：  0,   1 为研究辐射特性可提出以下理想辐射模型： 黑 体： α=1 ρ=0 τ=0； 白 体： α=0 ρ=1 τ=0； 透明体： α=0 ρ=0 τ=1 对于大多数的固体和液体： 0,   1 原因：热射线穿过固体和液体表面后，在很小的 距离内就被完全吸收。 其吸收和反射几乎都在表面进行，因此，物体表 面状况对其吸收和反射影响很大。 特例1：玻璃对可见光是透明体，对其他波长的 热辐射，穿透能力很差——温室效应 黑颜色的物体对可见光具有较强的吸收能力，白 颜色则反射能力强  自然界和工程应用中，完全符合理想要求的黑体、 白体和透明体虽然并不存在，但和它们根相象的 物体却是有的。  例如，煤炭的吸收比达到0.96 ，磨光的金子反射 比几乎等于0.98 ，而常温下空气对热射线呈现透 明的性质。  但是，在分析实际物体表面的吸收、反射和透过