《传热学》第7章热辐射基本定律及物体的辐射特性.pptx

第7章热辐射基本定律及

物体的辐射特性;1.定义;任何物体，只要温度高于0K，就会不停地向周围空间发出热辐射；

可以在真空中传播；

伴随能量形式的转变；

具有强烈的方向性；

辐射能与温度和波长均有关;1?f＝C;理论上覆盖整个电磁波谱；

对于太阳辐射（约5800K）：0.2?2?m；

可见光0.38?0.76?m

红外线0.76?25?1000?m

一般工业范围内（2000K以下）：

0.38?100?m

0.76?20?m?

远红外加热技术;当热辐射投射到物体表面上时，一般会发生三种现象，即吸收、反射和穿透，如图7-2所示。;对于大多数的固体和液体;4反射同样具有镜反射和漫反射的分别;1为什么？;带有小孔的温度均匀的空腔;黑体辐射有三个基本定律;一Stefan-Boltzmann’sLaw;?－Stefan-Boltzmann常数

5.67?10-8W/(m2·K4)

C0－黑体辐射系数

5.67W/(m2·K4);1879年由Stefan根据实验结果提出，1884年由Boltzmann用理论分析法予以证实；

Boltzmann其人

热科学领域杰出的科学家

1906年亚德里亚海

Boltzmanntransportequation

E?T4;二Planck’sLaw;式中：

λ—波长，m

T—黑体温度，K

c1—第一辐射常数，3.742×10-16W?m2；

c2—第二辐射常数，1.4388×10-2W?K；;3Planck定律和Stefan-Boltzmann定律的关系;5黑体辐射函数;表7-1黑体辐射函数表（注意单位）;温度（K）;三Lambert’sLaw;在相同的立体角的基础上比较！;2单位可见辐射面积;1)定义;1)定向辐射强度与方向无关的规律;5黑体定向辐射强度与辐射力之间的关系;Stefan-Boltzmann’sLaw;§7-3实际固体和液体的辐射特性;1发射率（emissivity）;3说明;二实际物体的光谱辐射力E?;2光谱辐射力E?;三实际物体的定向辐射强度;2实际物体定向发射率?（?）的变化规律;非金属

0～60o，?（?）?常数，然后随?增大而急剧减小;3法向黑度?n;4影响?、??、??的因素;对应于黑体的辐射力Eb，光谱辐射力Eb?和定向辐射强度L，分别引入了三个修正系数，即：发射率?，光谱发射率?(?)和定向发射率?(?)，其表达式和物理意义如下;(1)实际物体的辐射力与黑体和灰体的辐射力的差别见右图；

(2)实际???体的辐射力并不完全与热力学温度的四次方成正比；

(3)实际物体的定向辐射强度也不严格遵守Lambert定律。

所有这些差别全部归于上面的系数；

在工程上一般都将真实表面假设为漫发射面。;§7-4实际物体的吸收比和基尔霍夫定律;1投入辐射G;3光谱吸收比??;根据前面的定义可知，物体的吸收比除与自身表面性质和温度有关外，还与投入辐射按波长的能量分布有关。设下标1、2分别代表所研究的物体和产生投入辐射的物体，则物体1的吸收比为;如果投入辐射来自黑体，则上式可变为;物体的选择性吸收特性

太阳能集热器

太阳镜、防晒霜等

农业生产

多彩的世界

给工程中辐射换热的计算带来巨大麻烦

一般有两种处理方法

（1）灰体法

（2）谱带模型法;4灰体;1859年，Kirchhoff（德国物理学家，当时25岁）提出了Kirchhoff定律。;如图所示，板1为黑体，板2是任意物体，参数分别为Eb、T1以及E、?、T2，则当系统处于热平衡时，有;黑体投入辐射

系统处于热平衡;2漫射灰体的吸收比与发射率之间的关系;Kirchhoff定律的不同表达式;辐射换热波长范围内，如果?与波长无关，则可

以看成灰体而不必考虑整个波长范围的情况

工程上大部分材料都具备这一特点

辐射能力越大，吸收能力越大

涉及太阳辐射，物体一般不能看成灰体

太阳辐射中可见光的比例将近一半，大多数材料

对可见光有强烈的选择性;三温室效应;作业：

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