热辐射基本定律和辐射基本特性分解学习教案.pptx

会计学传热学第八章热辐射(fúshè)基本定律和辐射(fúshè)特性§8-1热辐射现象(xiànxiàng)的基本概念

2.电磁波谱一、吸收(xīshōu)比、反射比和穿透比注意(zhùyì)：二、黑体模型
能吸收投入到其表面上的所有热辐射能的物体(wùtǐ)，是一种科学假想的物体(wùtǐ)，现实中并不存在。白雪：（接近黑体）；
白布，黑布吸收比基本相同；
玻璃可透过可见光，对红外线几乎不透过。辐射力E：
单位(dānwèi)时间内，物体的单位(dānwèi)表面积向半球空间发射的所有波长的能量总和。(W/m2)；四.定向(dìnɡxiànɡ)辐射强度单位时间、单位可见(kějiàn)辐射面积向
（θ，φ）方向的单位立体角内发
射的所有波长的总辐射能，单位为
W/(m2sr)。一、普朗克定律(dìnglǜ)维恩（Wien）位移(wèiyí)定律:2）波段辐射力与黑体(hēitǐ)辐射函数表根据(gēnjù)普朗克定律表达式，三.兰贝特定律(dìnglǜ)（余弦定律(dìnglǜ)）大多数工程材料表面辐射近似服从兰贝特定律(dìnglǜ)，服从兰贝特
定律(dìnglǜ)的表面称为漫射表面例8-1太阳是一个直径大约1.39×109m，表面温度达5762K
的炽热火球，它的总辐射(fúshè)功率达到3.8×1026W，达到地球范围的辐射(fúshè)能量仅占其中的22亿分之一。试计算5762K温度下黑体辐射(fúshè)中可见光（0.38~0.76m）和一定范围内红外辐射(fúshè)（0.76~40m）能量的比例。可见光波段的辐射(fúshè)能量比例为8-3灰体和基尔霍夫定律(dìnglǜ)★发射率（黑度）ε——
实际物体的辐射力与同温度下黑体(hēitǐ)的辐射力的比值。★实际物体(wùtǐ)定向发射率——1、将不确定因素归于修正系数，这是由于热辐射非常复杂，很难理论确定；
2、实际物体的定向发射率并不完全符合兰贝特定律，但仍然近似(jìnsì)地认为大多数工程材料服从兰贝特定律；
3、发射率只与发射辐射的物体本身有关，而不涉及外界条件。（1）投入辐射：
单位时间内从外界辐射到物体单位表面积上的能量。
（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不同(bùtónɡ)而变化—选择性吸收。几种金属材料光谱吸收比1859年，Kirchhoff提出(tíchū)了Kirchhoff定律。讨论(tǎolùn)★工程(gōngchéng)材料在≤2000K时，一般均能按漫灰体处理。研究太阳
辐射时一般物体不能简化为灰体。例8-2温度等于800K的一个漫射表面的光谱(guāngpǔ)发射率随波长
的变化如图所示。求该表面的发射率和总辐射力。该表面(biǎomiàn)的发射率热辐射理论上热辐射的波长范围从零到无穷大，但在日常生活和工业上常见的温度范围内，热辐射的波长主要(zhǔyào)在0.1m至100m之间,包括部分紫外线、可见光和部分红外线三个波段。当热辐射投射到物体表面上时，一般(yībān)会发生三种现象，即反射、吸收和穿透，如图7-2所示。对于(duìyú)大多数的固体和液体：
对于(duìyú)不含颗粒的气体：
对于(duìyú)黑体：
镜体或白体：4.黑体
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(jiǎxiǎng)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。白雪：（接近黑体）；
白布，黑布吸收比基本相同；
玻璃可透过可见光，对红外线几乎不透过。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(guāngpǔ)辐射力Eλ：单位时间内，单位波长范围内(包含某一给定波长)，物体的单位表面积向半球空间发射的能量。(W/m2µm)；2.黑体辐射的三个基本定律及相关(xiāngguān)性质不同(bùtónɡ)温度下黑体的光谱辐射力随波长的变化：维恩位移(wèiyí)定律(2)Stefan-Boltzmann定律(dìnglǜ)(第二个定律(dìnglǜ))：举例(3)波段(bōduàn)内黑体辐射力：(4)立体角图8-9计算微元立体角的几何(jǐhé)关系定义：单位(dānwèi)时间内，物体在垂直发射方向的单位(dānwèi)面积上，在单位(dānwèi)立体角内发射的一切波长的能量，参见图8-10。图8-11Lambert定律(dìnglǜ)图示§8-3固体(gùtǐ)和液体的辐射特性上面公式只是针对方向和光谱平均的情况，但实际上，真实(zhēnshí)表面的发射能力是随方向和光谱变化的。对于指定波长，而在方向上平均的情况，则定义了半球光谱发射率，即实际物体(wùt