文档介绍：关于热辐射的基本定律 (3)
第一张，共七十六张，创建于2022年，星期日
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李琼
《传热学》
对流换热部分
主要内容：
对流换热分析（分析法、类比法、实验法）
单相流体对流换热
凝结与沸腾换热
基本定律：
析：
1)热射线的吸收和反射几乎都在表面进行。
2)物体全波长特性参数与投射过来的辐射能波长分布有关；
3)就工程材料而言，善于吸收的表面，就不善于反射。
分析：
1)气体的吸收和辐射是在整个气体容积中进行。
2)气体的吸收和穿透特性与气体内部特征有关，与其表面状况无关；
3)善于吸收的气体，就不善于透射，反之亦然。
第十九张，共七十六张，创建于2022年，星期日
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李琼
《传热学》
反射又分镜反射和漫反射两种：
镜反射
漫反射
镜面反射：入射角=反射角，表面粗糙度<波长
漫反射：表面粗糙度>波长
一般工程材料的表面较粗糙，接近漫反射。
第二十张，共七十六张，创建于2022年，星期日
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李琼
《传热学》
镜体或白体：
透明体：
黑体：
黑体不是黑色物体；
黑体，镜体和透明体并不存在。人工可以制造十分接近黑体(内表面6%的小孔，α≈)的模型。
黑体如同不可压流体、可逆循环等一样，是一种理想化的研究方法。
2、理想辐射模型：
第二十一张，共七十六张，创建于2022年，星期日
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李琼
《传热学》
应注意以下几个问题：
⑴镜反射和漫反射。一般工程材料均形成漫反射。
⑵物体的颜色。关键在于是物体本身发射可见光还是物体反射可见光。
⑶理想辐射模型均是对全波长而言的。
第二十二张，共七十六张，创建于2022年，星期日
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李琼
《传热学》
三、定向辐射强度和定向辐射力
1、立体角
平面角如图，s为弧长，r为半径。=s/r （rad）
立体角如图，一个半球，在球面上取一个小面积，在这个面积周边向球心做射线，则这些射线所包围的空间即为立体角。立体角的度量用球面度。
θ
r
s
平面角定义图
第二十三张，共七十六张，创建于2022年，星期日
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李琼
《传热学》
如图，在半球上割下一块微元面积dA2，则dA2对应的立体角为微元立体角
为清楚起见，将这个立体角放大，
即：
半圆：
半球：
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李琼
《传热学》
目的：辐射能按方向分布
比较基础：相同的立体角
相同的可见表面积
定义：在某给定辐射方向上，单位时间、单位可见辐射面积、单位立体角内所发射全部波长的能量。用Iθ表示，单位： W/(m2Sr)
为可见辐射面积。
其中：
2、定向辐射强度(Intensity of radiation) ：
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李琼
《传热学》
光谱定向辐射强度：
指在某给定方向上，单位时间、单位可见辐射面积，
在波长λ附近的单位波长间隔内、单位立体角所发射
的能量，称为光谱定向辐射强度（单色定向辐射强度）
，符号为Iλ，θ单位为W/(m2μm Sr )。
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《传热学》
3、辐射力
定向辐射力Eθ ：在某给定方向上，单位辐射面积、
在单位立体角内所发射全波长的能量，称为定向辐
射力，符号为Eθ，单位为W/(m2sr)。
定向辐射力与定向辐射强度关系：
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李琼
《传热学》
辐射力E：单位时间内，物体的单位表面积向半球空间发射的所有波长的能量总和。 (W/m2)；
光谱辐射力Eλ：
光谱定向辐射力Eλ，θ：
第二十九张，共七十六张，创建于2022年，星期日
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李琼
《传热学》
黑体：是指能吸收投入到其面上的所有热辐射能的物体，是一种科学假想的物体，现实生活中是不存在的。但却可以人工制造出近似的人工黑体。
黑体模型
第二节热辐射的基本定律
第三十张，共七十六张，创建于2022年，星期日
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李琼
《传热学》
一. Planck定律(第一个定律)：
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 WK；
Planck 定律的图示
第三十一张，共七十六张，创建于2022年，星期日
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李琼
《传热学》
分析：
Planck定律揭示了黑体辐射光谱的变化规律；
在某一波长上，黑体光谱辐射力会达到一个峰值，对应波长称为峰值波长；
曲线与横坐标围成的面积表示黑体辐射力的大小；