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辐射换热.ppt

文档介绍

文档介绍:关于辐射换热
第1页,讲稿共106张,创作于星期三
6-1 热辐射的基本概念
吸收、反射与透射
投入辐射
表示,单位W/m2。

定向辐射力与辐射力关系
定向辐射力与辐射强度关系
辐射力与辐射强度关系
第19页,讲稿共106张,创作于星期三
6-2 黑体辐射的基本定律
普朗克定律
黑体辐射的光谱分布规律:
—波长,m;
T—热力学温度,K;
C1—普朗克第一常数,C1= ×10-16 Wm2 ;
C2—普朗克第二常数, C2 = ×10-2 mK。
第20页,讲稿共106张,创作于星期三
黑体的光谱辐射力
可见光
第21页,讲稿共106张,创作于星期三
光谱辐射力随波长和温度的变化特点:
温度愈高,同一波长下的光谱辐射力愈大;
在一定的温度下,黑体的光谱辐射力随波长连续变化,并在某一波长下具有最大值;
随着温度的升高,光谱辐射力取得最大值的波长max愈来愈小,即在坐标中的位置向短波方向移动。
第22页,讲稿共106张,创作于星期三
维恩(Wien)位移定律
黑体的光谱辐射力取得最大值的波长max与热力学温度T之间的关系为
根据维恩位移定律,可以确定任一温度下黑体的光谱辐射力取得最大值的波长。
太阳近似为表面温度约为5800 K的黑体
位于可见光的范围内,所以可见光的波长范围虽窄(~ m),占太阳辐射能的份额却很大(%)。
第23页,讲稿共106张,创作于星期三
斯忒藩—玻耳兹曼定律
确定了黑体的辐射力Eb与热力学温度T之间的关系
 = ×10-8 W/(m2K4),称为斯忒藩—玻耳兹曼常数,又称为黑体辐射常数。
又称为四次方定律
可以直接由下式导出
第24页,讲稿共106张,创作于星期三
波段辐射力
黑体在一定的温度下发射的某一波长范围(或称波段)1~2内的辐射能
第25页,讲稿共106张,创作于星期三
这一波段的辐射能占黑体辐射力Eb的百分数为
根据普朗克定律表达式
第26页,讲稿共106张,创作于星期三
表示温度为T的黑体所发射的在波段(0~)内的辐射能占同温度下黑体辐射力的百分数。
利用黑体辐射函数图表,可以很容易地用下式计算黑体在某一温度下发射的任意波段的辐射能量:
称为黑体辐射函数
第27页,讲稿共106张,创作于星期三
例题6-1 试计算太阳辐射中可见光所占的比例。
解:太阳可认为是表面温度为T = 5762 K的黑体,~ ,即λ1 = um , λ2 = μm , 于是

由黑体辐射函数表可查得

可见光所占的比例为

从上述结果可以看出,太阳辐射中可见光所占的比例很大。
第28页,讲稿共106张,创作于星期三
兰贝特定律
黑体的辐射强度与方向无关,即半球空间各方向上的辐射强度都相等。
漫发射体 :辐射强度在空间各个方向上都相等的物体
根据定向辐射力与辐射强度的关系关系式,有
表面法线方向的定向辐射力
因为定向辐射力随方向角按余弦规律变化,所以兰贝特定律也称为余弦定律。
第29页,讲稿共106张,创作于星期三
对于漫发射体,根据辐射力与辐射强度之间的关系式和上式,
即漫发射体的辐射力是辐射强度的 倍。
第30页,讲稿共106张,创作于星期三
6-3 实际物体的辐射特性、基尔霍夫定律
实际物体的发射特性
发射率(黑度)
实际物体辐射力与同温度下黑体辐射力之比
发射率的大小反映了物体发射辐射能的能力的大小。
第31页,讲稿共106张,创作于星期三
光谱发射率(光谱黑度)
实际物体的光谱辐射力与同温度下黑体的光谱辐射力之比
发射率与光谱发射率关系
灰体:光谱辐射特性不随波长而变化, 常数,
灰体的光谱辐射力随波长的变化趋势与黑体相同。
第32页,讲稿共106张,创作于星期三
同温度下黑体、灰体和实际物体的光谱辐射力随波长变化
光谱辐射力随波长的变化
光谱发射率随波长的变化
第33页,讲稿共106张,创作于星期三
实际物体的光谱辐射力随波长的变化规律完全不同于黑体和灰体。
在工程计算中,实际物体的辐射力可以由下式计算
实际物体的辐射力并不严格与热力学温度的四次方成正比,所存在