文档介绍：传热学HeatTransfer8-1热辐射的基本概念热辐射:由物体内部微观粒子热运动产生的,以电磁波形式传递的能量;辐射传热:物体间通过相互热辐射与吸收传递热量的过程。热辐射的特点: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;无需介质,可以在真空中传播。辐射传热与导热、对流传热的区别无需任何的介质;伴随能量形式的转变(发射时热能转变为辐射能,吸收时辐射能转变为热能);辐射能力正比于热力学温度的四次方;发射和吸收不仅与自身的温度和表面状况相关,还取决于波长和方向;辐射传热量是物体间相互辐射与吸收的动态平衡(当物体间处于热平衡时,净辐射换热量等于零,但是相互间的辐射与吸收仍在进行)。注意热辐射与辐射传热的概念区别传热学HeatTransfer8-1热辐射的基本概念电磁波:交变电磁场在空间的传播。与弹性介质中的机械波不同,电磁波的传播不需要介质,且传播速度等于光速。电磁波传播速度、频率与波长的关系:c=fλ真空c=3×108m/s电磁波频谱:High-energyphysicist/nuclearengineerThermalengineerElectricalengineer计及太阳辐射(5800K)的热射线:λ=~100μm工业领域温度范围(<2000K)的热射线:λ=~20μm可见光(λ=~)红外线(λ=~1000μm)微波(λ=1mm~1m)传热学HeatTransfer8-1热辐射的基本概念物体对热辐射的吸收、反射与穿透:可见光、声波、热射线式中α、ρ和τ分别为吸收比、反射比和穿透比黑体:α=1镜体(白体):ρ=1透明体:τ=1对于大多数的固体和液体:对于不含颗粒的气体:辐射表面的状况影响大辐射表面的状况影响小,容器的形状影响大理想辐射体能量守恒传热学HeatTransfer8-1热辐射的基本概念物体对热辐射的吸收、反射与穿透:镜面反射(表面粗糙度<波长)漫反射(表面粗糙度>波长)辐射表面的状况对固体、液体辐射能的反射一般工程材料表面均为漫反射传热学HeatTransfer8-1热辐射的基本概念热辐射的基本属性:发射和吸收不仅与自身的温度和表面状况相关,还取决于波长和方向频谱分布特性方向性分布特性传热学HeatTransfer8-2黑体热辐射基本定律黑体:吸收比α=1,能够全部吸收各种波长热辐射能的理想物体。在相同温度的物体中,黑体的辐射能力最大。辐射换热的基本研究方法:将真实物体的辐射与黑体进行比较和修正,通过实验获得修正系数,从而获得真实物体的热辐射规律。,%,则该模型的吸收比>,近似为黑体传热学HeatTransfer热辐射的能量表示参数:辐射力E:单位时间内,物体的单位表面积向半球空间发射的所有波长的能量总和。(W/m2);(亦称为半球辐射力,注意单位)光谱辐射力Eλ:单位时间内,单位波长范围内(包含某一给定波长),物体的单位表面积向半球空间发射的能量。(W/m3);(亦称为半球光谱辐射力)辐射力是光谱辐射力曲线下的总面积黑体一般采用下标b表示,如黑体的辐射力为Eb,黑体的光谱辐射力为Ebλ黑体辐射三大定律:普朗克定律、斯忒潘-玻耳兹曼定律、兰贝特定律8-2黑体热辐射基本定律一定温度下单位面积黑体辐射的总能量=?总能量中各个波段的能量分别占多少比例?辐射能在空间是如何分布的?传热学HeatTransfer普朗克定律:揭示了黑体辐射能的光谱特性,即黑体的光谱辐射力Ebλ随波长和温度变化的规律。Ebλ=f(λ,T)λ—波长,m;T—黑体温度,K;c1—第一辐射常数,×10-16Wm2;c2—第二辐射常数,×10-2mK;8-2黑体热辐射基本定律传热学HeatTransfer普朗克定律:揭示了黑体辐射能的光谱特性,即黑体的光谱辐射力Ebλ随波长和温度变化的规律。温度越高,黑体的光谱辐射力越大;一定温度下,黑体的光谱辐射力随波长的增加而“先增后减”。对应黑体最大光谱辐射力的波长λm与温度的关系(维恩位移定律):8-2黑体热辐射基本定律Thesunemitsapproximatelyasablackbodyat5800K,,-makingprocedure,thesurfacecolorofthestee