文档介绍：第六章辐射传热
§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,而将部分热力学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热力学能。
2、特点:
①不需要物体直接接触。可在真空中传递(最有效)
②有能量形式的转化。
辐射:辐射体内热力学能→辐射能
吸收:辐射能→受射体内热力学能
③只要T>0K,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。
~1000μm的范围内。
热射线:热辐射产生的电磁波
工业上一般物体(T<2000K)~20μm。
太阳辐射:~3μm
约定:除特殊说明,以后论及的热射线都指红外线。
热射线:
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。
~
~
~1000μm
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~1000μm
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。
二、吸收比、反射比和透射比
对于大多数的固体和液体:
对于不含颗粒的气体:
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:
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