文档介绍：第4节 辐射传热
主要学****内容：
1 基本概念 包括热辐射与辐射传热、热射线、黑体、镜体、透过体和灰体等
物体的辐射能力与相关定律
两固体间辐射传热
辐射、对流联合传热
学****重点：
物体的辐射能力与相关定律，物体间辐射二、 物体的辐射能力和有关的定律
辐射能力：物体在一定的温度下，单位表面积、单位时间内所发射的全部波长的总能量，用E表示，其单位为W/ m2。
在相同的条件下，物体发射特定波长的能力，称为单色辐射能力，用EΛ表示。
若在Λ至（Λ ＋ ΔΛ）的波长范围内的辐射能力为ΔE，则
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辐射能按波长分布的定律——普朗克定律
根据量子理论推导出黑体的单色辐射能力EbΛ随波长和温度变化的函数关系
c1的单位：W/m2；c2的单位：
称为普朗克定律，揭示黑体的辐射能力按照波长的分配规律。
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讨论：，E b—Λ变化关系有极值存在， 令
则
这称“维思”定律，说明辐射强度的最高值随T增高而向Λ降低方向移动。
(T ＜1400K)．—10μm的红外光波段内，—。在很高的T下，能量主要分布在短波区。
，实际物体的单色辐射力与Λ及T的关系只能用实验测定。
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黑体辐射能力按波长的分布规律曲线如图4-35所示。
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2 四次方定律——斯蒂芬—波尔茨定律
黑体在某一温度下的辐射能力，即每一等温线下到横轴间的面积，即
积分得
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不同的物体辐射系数C值不相同，其值与物体的性质、表面状况和温度等有关。C值恒小于 C0，在 0～ 。
上式即为斯蒂芬-波尔茨曼定律，通常称为四次方定律。斯蒂芬-波尔茨曼定律揭示黑体的辐射能力与其表面温度的关系，表明黑体的辐射能力仅与热力学温度的四次方成正比。
四次方定律也可推广到灰体，可表示为
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物体的黑度 通常将灰体的辐射能力与同温度下黑体辐射能力之比定义为物体的黑度（又称发射率）用ε表示，即
由物体的黑度可求得该物体的辐射能力。
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3 克希霍夫 定律
克希霍夫定律揭示了物体的辐射能力E与吸收率A之间的关系。
二块相距很近的平行平板的辐射传热， 如图4-36所示。
对板1来说，辐射传热的结果为
灰体
黑体
T1
T2
T1>T2
当两板达到热平衡，即 T1=T2时，q=0
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上式为克希霍夫定律的数学表达式。该式表明任何物体的辐射能力和吸收率的比值恒等于同温度下黑体的辐射能力，也仅与物体的绝对温度有关。
因板1可以用任何板来代替， 上式可写为
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在同一温度下，物体的吸收率和黑度在数值上是相同的。但是 两者的物理意义则完全不同。前者为吸收率，表示由其它物体发射来的辐射能可被该物体吸收的分数；后者为发射率，表示物体的辐射能力占黑体辐射能力的分数。
得
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3 两固体间的辐射传热
两个面积很大（相对于两者距离而言）且相互平行的灰体平板间相互辐射如图4-37所示。
两平行平板间单位时间内、单位表面积上净的辐射传热量为两板间辐射的总能量之差，即
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代入得
以
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若平行的平板面积均为S时，则辐射传热速率为
实际应用中需引入几何因素（角系数）修正辐射传热速率：
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注意：
1. 辐射公式可用于任何形状的表面之间的相互辐射，但对一物体被另一物体包围下的辐射，则要求被包围物体的表面应为平表面或凸表面，如图4-38中所示。
， 必须和选定的辐射面积S相对应 。
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，
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解：放置铝板前的热辐射损失
本题属于很大物体2包住物体1的情况，因此，S=3*3=9m2
C1-2=C0*ε1=*=/（）
Φ=1
因此，
Q1-2=*1*9{[(227+273)/100]4-[(27+273)/100]4}
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(2)放置铝板后因辐射损失的热量
以下标1，2，i分别表示炉门、房间和铝板
假设平衡状态下