文档介绍：1 ?热传导——由于物体微观粒子的热运动而造成的; ?热对流——由于物体的宏观运动而造成的; ??热辐射热辐射————由于物质的电磁运动而造成的。由于物质的电磁运动而造成的。??与导热、对流相比,热辐射在机理、具体的物理规律、与导热、对流相比,热辐射在机理、具体的物理规律、研究方法上都有本质的差别。研究方法上都有本质的差别。热量传递的基本方式★热辐射及辐射传热自然界普遍存在的现象。在日常生活和工程领域内有广泛的应用背景。特别是在: 高温加热和燃烧; 红外干燥; 航天航空; 太阳能利用; 占有主导地位。学****目标: 掌握物体的辐射特性以及物体间辐射传热的计算。第5章热辐射及辐射传热? 5-1 热辐射的基本概念? 5-2 黑体辐射的基本定律? 5-3 黑体表面间辐射传热的计算? 5-4 实际物体的辐射特性? 5-5 灰体表面间辐射传热的计算 热辐射热辐射(1)热辐射的概念?辐射—物体通过电磁波来传递能量的方式。?辐射能—电磁波传递的能量。?物体会因受到各种不同方式的激励作用而产生辐射, ?使物体内产生能量形式的转化而向外发射辐射能。?热辐射—由于热的原因而产生的电磁波辐射。?其电磁波是由于物体内部微观粒子的热运动状态改变激发出来的。?热辐射是物质的固有属性。?任何物体,只要温度高于 0K ,就能不断地发出辐射能。 5-1 热辐射的基本概念 5 ?起因不同,波长不同、名称不同、特性不同。?—短波?射线、 X射线等,高能物理学家和核工程师更感兴趣; ?—微波炉利用波长在 25? m~1mm 的远红外线加热物体。远红外线能穿透塑料、陶瓷和玻璃等,但会被水等极性分子吸收而产生内热源; ?—无线电波波长大于 1mm 的电磁波,主要用于无线电技术中。热辐射的基本概念(2)电磁波波谱—电磁波的波长范围,从零到无穷大。电磁波通常以波长或频率来识别。不同的电磁波位于电磁波波谱的一定波长区段内。 6 (3)热射线热辐射中的电磁波波长范围: 热辐射中的电磁波波长范围: 理论上: 0~∞工程中:主要在 ?m~100 ?m 热辐射的基本概念部分紫外线部分紫外线可见光可见光部分红外线部分红外线基本特征: 投射到物体表面并被吸收后能够产生明显的热效应。 7 热射线热射线?工业温度(在2000K 以下)—红外辐射?有实际意义的热辐射位于 ~100 ?m,且大部分能量集中在红外区段 ~20 ?m,而可见光 ~ ?m所占比重不大。?太阳辐射(温度约 5800K )—可见光辐射?能量集中在 ~2 ?m波长范围,其中可见光区段占很大比重。 ~100 ?m 热辐射的基本概念 辐射传热辐射传热 1 1 、辐射传热( 、辐射传热( radiative radiative heat transfer heat transfer ) ) ?物体之间相互发射和相互吸收辐射能的综合结果就造成了物体间以热辐射方式进行的热量传递。?物体间有温差——辐射传热量。?温差消失——辐射传热量为零;但物体间的发射和吸收仍在不停地进行( 动态热平衡)。?物体间辐射传热量的计算后面详细讨论。???????????(动态平衡) , ,0 0 2,121 2,121TT TT 热辐射的基本概念 2、辐射传热的基本特点与导热、对流传热的本质区别: (1) 物体间辐射传热不需要接触,也不需要中间媒质,可在真空下进行,且在真空中最有效。(2) 辐射传热过程中伴随着能量形式的转化。????????发射热力学能辐射能热力学能辐射能吸收热辐射的基本概念 辐射传热辐射传热 10 辐射力与辐射强度(1)光谱辐射力与辐射力 1、光谱辐射力 E ?——物体在单位时间、单位表面积向其上半球空间所有方向上发射的波长在?~?+d ?范围内的辐射能量。——单位 W/m 32、辐射力 E ——物体在单位时间、单位表面积向其上半球空间所有方向发射的全部波长范围内的辐射能量。——单位 W/m 2——表示物体热辐射本领的大小。 0 E E d ?????二者关系热辐射的基本概念 dE d dA ?????