文档介绍：传热学 Heat Transfer
第七章第七章热辐射基本定律热辐射基本定律
及物体的辐射特性及物体的辐射特性
本章首先从电磁辐射的观点来认识热辐射的本
质及辐射能传递过程的一些特性,然后着重讨论热
辐射的几个基本定律,最后介绍实际物体的辐射特
性,以便为下一章讨论辐射换热的计算打下基础。
本章的特点是基本概念较多。
华北电力大学刘彦丰
传热学 Heat Transfer
§§77--11 热辐射的基本概念热辐射的基本概念
一、辐射及热辐射
辐射是物体通过电磁波传递能量的现象。
辐射有很多种形式,它们的区别是导致发射电
磁波的激励方式不同,而外在表现是辐射的波长不
一样,以及吸收该辐射能量后引起的效应不同。
热辐射是物体由于热的原因所产生的辐射。它
的作用:物体吸收辐射能后将其转变成自身的内能。
波长范围:~100μm
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紫蓝青绿黄橙赤
可见光的波长范围:~
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二、辐射与导热、对流的区别
1. 传递方式不同
导热和对流需要媒介,辐射换热不需要中间介质。
2. 辐射换热过程存在能量形式的转换
热能→电磁能电磁能→热能
3. 辐射表面具有方向性和选择性
辐射换热属于表面的物理过程,在换热表面的不
同方向强度不一定相同,且与波长分布有关。
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三、吸收、反射和透射
1、投射辐射
周围物体在单位时间内投
射到物体单位表面积上的辐射
能。用G表示,单位W/m2 。
2、吸收比、反射比和透射比
被物体吸收、反射和透射的部分所占总投射辐
射的份额分别称为吸收比α、反射比ρ和透射比τ。
G G G
α= αρ= ρτ= τα+ ρ+ τ= 1
G G G
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3、镜反射和漫反射
视物体表面状况(平整程度)和投入辐射的波
长,表面的反射又分为镜反射和漫反射。
θθ
(a)镜反射(b)漫反射
漫反射是把来自任意方向、任意波长的投入辐
射以均匀的强度(不是“能量”)反射到半球空间所
有方向上去。注:除了经特殊处理的金属表面,大
部分工程材料均可视为漫射表面。
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4、黑体、白体和透明体
吸收比α= 1的物体称为黑体。
反射比ρ= 1的物体称为白体(或镜体)。
透射比τ= 1的物体称之为透明体。
黑体、白体和透明体都是理想物体,自然界中
并不存在,主要用它们作为研究辐射规律的参照物。
特别是黑体的概念,是整个热辐射研究和工程应用
的理论基础。
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5、光谱辐射(单色辐射)
对于某一特定波长下的辐射称为光谱辐射或单
色辐射。
对光谱辐射相应有光谱吸收比、光谱反射比和
光谱透射比。
αλ+ ρλ+τλ=1
α(λ) + ρ(λ) +τ(λ) =1
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关于物体的颜色
我们所看到的物体颜色是由于从该表面发出的
单色光线(辐射)投入到了我们的眼睛。
而从表面发出的辐射可能是自身发射的,也可
能是反射投入其表面上的可见光。
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