材料科学基础课件.ppt

文档介绍：材料科学基础
Date
材料科学基础
第三章 传热学
第四节 热辐射
2022/7/2
材料科学基础
2
第三章 传热学 —第四节 热辐射
热辐射的基本概念
黑体辐射的zmann定律
黑度ε：同一温度下，实际物体与黑体的辐射能力之比。只与物体本身的情况有关，与外界的情况无关，实验测定。
黑体辐射的基本定律
2022/7/2
材料科学基础
20
式中，λ— 波长，m ； T — 黑体温度，K ；
c1 — 第一辐射常数，×10-16 Wm2；
c2 — 第二辐射常数，×10-2 ｍK；
(2)Planck定律(第一个定律)：
　黑体单色辐射力

黑体辐射的基本定律
2022/7/2
材料科学基础
21
Planck 定律的图示
黑体辐射的基本定律
2022/7/2
材料科学基础
22
（3）Wien位移定律(第二个定律)
反映出黑体温度越高其单色辐射力最大值所对应的波长越短的黑体辐射特征，也就是黑体温度越高能量分布就越向波长短方向集中的特征。
黑体辐射的基本定律
2022/7/2
材料科学基础
23
(4)Stefan-Boltzmann定律(第三个定律)：
式中，σ= ×10-8 w/(m2K4)，
是Stefan-Boltzmann常数。
黑体辐射的基本定律
2022/7/2
材料科学基础
24
黑体辐射函数：
反映黑体在波长λ1和λ2区段内所发射的辐射力
特定波长区段内的黑体辐射力
△Ｅｂ
黑体辐射的基本定律
2022/7/2
材料科学基础
25
(5) Lambert 定律(第四个基本定律)
Lambert定律也称为余弦定律。
黑体辐射的基本定律
例题p173

2022/7/2
材料科学基础
26

黑体的辐射特性：同温度下，黑体发射热辐射的能力最强，包括所有方向和所有波长；
真实物体表面的辐射能力低于同温度下的黑体；
辐射率 (也称为黑度)  ：
　相同温度下，实际物体的半球
　总辐射力与黑体半球总辐射力之比:

2022/7/2
材料科学基础
27
灰体
△　单色发射能力 Eλ：W/m2
指：一定温度下，单位时间，单位面积上，物体发射的某一波长的总能量。
△　黑体的发射能力 Eb：
△　灰体对任何波长 ：

2022/7/2
材料科学基础
28

随方向和光谱变化
Wavelength
Blackbody
Real surface
实际物体的辐射力
与黑体辐射力之比:

2022/7/2
材料科学基础
29
实际物体的光谱辐射力与黑体的光谱辐射力之比：
实际物体的定向辐射强度与黑体的定向辐射强度之比：
该值为常数时，为漫发射

2022/7/2
材料科学基础
30
实际物体、黑体和灰体的辐射能量光谱
灰体

2022/7/2
材料科学基础
31
Semi-transparent medium
当外界的辐射投入到物体表面上时，该物体对投入辐射吸收的情况又是如何呢？

2022/7/2
材料科学基础
32
1. 投入辐射：单位时间内投射到单位表面积上的总辐射能
2. 选择性吸收：投入辐射本身具有光谱特性，因此，实际物体对投入辐射的吸收能力也根据其波长的不同而变化，这叫选择性吸收

2022/7/2
材料科学基础
33
3. 吸收比：物体对投入辐射所吸收的百分数，通常用表示，即
4. 光谱吸收比：物体对某一特定波长的辐射能所吸收的百分数，也叫单色吸收比。光谱吸收比随波长的变化体现了实际物体的选择性吸收的特性。

2022/7/2
材料科学基础
34
金属导电体的光谱吸收比同波长的关系

2022/7/2
材料科学基础
35
非导电体材料的光谱吸收比同波长的关系

2022/7/2
材料科学基础
36
灰体
灰体是指物体单色辐射力与同温度黑体单色辐射力随波长的变化曲线相似，或它的单色发射率不随波长变化的物体；光谱吸