文档介绍：第3章辐射传热
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内容提要
辐射换热基本概念
热辐射的本质
热辐射的吸收、反射和透过
物体的辐射能力
辐射换热基本定律
，单位面积向半球空间发射的某一单位波长范围内的辐射能量称单色辐射能力。常用Eλ表示，单位为wּ m-2µm-1。
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辐射能力包括发射出去的波长λ=0到λ=∞的一切波长的射线，若设△E代表波长λ到λ+△λ范围内的辐射能力，则有单色辐射能力。
因此，辐射能力与单色辐射能力之间存在关系
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辐射换热基本定律
普朗克定律
1900年，德国物理学家普朗克（M. Planck）根据量子理论，揭示了黑体的单色辐射能力与波长和绝对温度之间的规律，即， 称为Planck定律，具体表达式为
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式中 λ为波长，µm；
T为温度，K；
C1为普朗克第一常数，×10-16W·m2；
C2为普朗克第二常数，×10-2m·K；
根据公式，普朗克定律可以通过图形直观表达
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由图可见：① 黑体的辐射光谱是连续的，其波长范围从0~∞；② 当λ=0时，E0λ=0，随波长增加，单色辐射能力增大，当达到某一值时，E0λ有一峰值，以后又逐渐减小；③ 温度越高，曲线峰值越向左移，当温度达到5800K时，峰值对应的波长进入可见光区，峰值对应的波长与绝对温度的关系为：
（维恩位移定律）；
④ ~10µm，这正是红外线波长范围，处于工业温度范围600~1400K。
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四次方定律
黑体的辐射能力为
称为Stefan- Boltzmann定律，四次方定律 。σ 0称为斯蒂芬-波尔茨曼常数，σ0=×10-8W·m-2·K-4。
C0=·m-2·K-4。
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四次方定律说明：① 随着温度升高，物体的辐射能力迅速增大，因此高温时辐射传热所占比例很大。② 只要绝对温度不为零，物体就会向外辐射能量，对黑体而言，温度确定后，辐射能力只与温度有关。
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实际物体的单色辐射能力都小于同温度下黑体在该波长上的单色辐射能力，把实际物体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比称为该物体的黑度。黑度也称辐射率，表示实际物体的辐射能力接近黑体的程度。
黑 度 的概念
物体的黑度是物体的一种物性参数，取决于物体的材质，也与物体的温度、表面状态等有关，黑度可通过实验测定
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如果物体的辐射光谱是连续的，在任何温度下任何波长的单色辐射能力Eλ与黑体在同一波长的单色辐射能力E0λ之比都是同一数值ε，这种物体称为灰体。
温度变化不大时，灰体的黑度可近似地认为不随温度而变，因此四次方定律也适用于灰体，由此可得到灰体的辐射能力为
灰 体 的概念
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兰贝特定律
四次方定律只说明了一个物体作为辐射源单位表面向半球空间发射的总能量。但究竟有多少能量落在另一个表面上，要考察一下辐射能按空间方向的分布规律，此规律由兰贝特（Lambert）定律阐明。
1860年，Lambert根据对黑体的实验发现:
兰贝特定律，也称余定律
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克希荷夫定律
1859年，德国物理学家G. R. Kirchhoff揭示了物体发射辐射能的能力与吸收辐射能的能力之间的关系，即物体的吸收率与辐射率（黑度）之间的关系 :
或
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Kirchhoff定律说明：平衡状态下，任何物体的辐射能力与吸收率的比值恒等于同温度下黑体的辐射能力，与物体的表面性质无关，仅是温度的函