第四章 传热-5.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第五节,热辐射,一、基本概念,辐射：物体以电磁波形式传递能量的过程电磁波波谱：,其中波长为 0.4,20,m,的可见光与部分红外线称为热射线，在辐射传热中，起决定作用直线传播、反射定律和折射定律,设投射到某物体上的总辐射能为,Q，,其中能量,Q,A,被吸收，能量,Q,R,被反射，能量,Q,D,透过，则,紫外线,可见光 红外线,微波,0.4,m 0.76 m 20 m,Q,A,+Q,R,+Q,D,=Q Q,A,/Q+Q,R,/Q+Q,D,/Q=1,或,A+R+D=1,（4-48）,式中：,A=Q,A,/Q-,物体的吸收率；,R=Q,R,/Q-,物体的反射率；,D=Q,D,/Q-,物体的透过率；,A=1,的物体称为黑体；,R=1,的物体称为镜体或绝对白体；,D=1,的物体称为透热体；,实际物体的,A、R、D,的大小决定于物体的性质、表面状况、温度及辐射线的波长等灰体：以相同的吸收率且部分地吸收由0到,的所有波长范围的辐射能的物体；灰体是不透热体，,A+R=1二、物体的辐射能力和有关的定律,物体的辐射能力：,物体在一定的温度下，单位表面积、单位时间内所发射的全部波长的总能量，用,E,表示，单位为,W/。

1、斯蒂芬波尔茨曼（,Stefan,Boltzmann,),定律，揭示了黑体的辐射能力与其表面温度的关系黑体的辐射能力,为,E,b,=,o,T,4,=C,o,(T/100),4,（4-51）(,四次方定律),式中：,o,-,黑体的辐射常数，,o,=5.67,10,-8,W/,(,m,2,K,4,)C,0,=,黑体的辐射系数,C,0,=,5.67 W/,(,m,2,K,4,),灰体,的辐射能力:,E=,C(T/100),4,;（4-55）,式中：,C-,灰体的辐射系数,W/,(,m,2,K,4,);C,与,物体的性质、表面状况及温度等有关C T,2,，,板1、2间的辐射传热情况如图所示，辐射传热的热通量为,q=E,1,-A,1,E,b,当两板达到热平衡，即,T,1,=T,2,时，,q=0，,故,E,1,=A,1,E,b,或,E,1,/A,1,=,E,b,一般物体,E、A,间的关系式为,E,1,/A,1,=,E,2,/A,2,=,=,E/A=,E,b,=f(T),(4-56),式4-56为,克希霍夫定律,表达式，物体的辐射能力和吸收率的比值恒等于同温度下黑体的辐射能力，即仅和物体的绝对温度有关。

与黑体的定义式比较可见，物体的吸收率,A,和黑度,在数值上是相等的三、两固体间的辐射传热,两块相距不远尺寸很大的灰体平板间的辐射传热情况如图所示;,实际两物体间的辐射传热时，必须考虑两物体的吸收率、形状、大小、相互间位置与距离等的影响实际两物体间的辐射传热速率为,式中：,Q,1-2,辐射传热速率，,W;,C,1-2:,总辐射系数,S,辐射面积；,m,2,;,T,1,、T,2,-,物体1、2表面的热力学温度；,K,-,角系数;,1,发射的总能量到达,2,的百分数,。