热辐射及辐射传热学习教案.pptx

会计学第六章辐射(fúshè)传热§6-1热辐射的基本概念2、特点(tèdiǎn)：3、电磁波谱工业上一般物体(T<2000K)热辐射的大部分能量的波长位于0.76~20μm。
太阳辐射：0.1~3μm
约定：除特殊说明，以后论及(lùnjí)的热射线都指红外线。当热辐射投射到物体表面上时，与可见光一样，会发生吸收(xīshōu)、反射和穿透三种现象。对于大多数的固体和液体：
对于不含颗粒的气体：
为研究辐射特性(tèxìng)可提出以下理想辐射模型：
黑体：α=1ρ=0τ=0；
白体：α=0ρ=1τ=0；
透明体：α=0ρ=0τ=1对于大多数的固体(gùtǐ)和液体：自然界和工程应用中，完全符合理想要求的黑体、白体和透明体虽然并不存在，但和它们根相象的物体却是有的。
例如，煤炭的吸收比达到0.96，磨光的金子反射比几乎等于0.98，而常温下空气对热射线呈现透明的性质。
但是，在分析实际(shíjì)物体表面的吸收、反射和透过特性的时候，必须非常谨慎地对待波长，尤其要注意不能以肉眼的直观感觉来判断某物体吸收比的高低。三、辐射力和有效(yǒuxiào)辐射有效辐射四、定向(dìnɡxiànɡ)辐射度（2）平面角θ：用圆周角定义(dìngyì)θ=l/r定义：单位时间内，单位可见辐射面积在某一方向(fāngxiàng)p的单位立体角内所发射的总辐射能（发射辐射和反射辐射），W/(m2.sr)漫发射表面：能向半球空间各方向发出均匀辐射度Lp的发射辐射物体表面（黑体）。
漫反射(fǎnshè)表面：若不论外界辐射是以一束射线沿某一方向投入还是从整个半球空间均匀投入，物体表面在半球空间范围内各方向都有均匀的反射(fǎnshè)辐射度Lp的物体表面（白体）。一、黑体(hēitǐ)和黑体(hēitǐ)模型黑体(hēitǐ)性质光谱辐射力Eλ：单位时间内，单位波长范围内(包含某一给定波长)，物体(wùtǐ)的单位表面积向半球空间发射的能量，(W/m3)。二、普朗克Planck定律(dìnglǜ)Planck定律(dìnglǜ)的图示分析(fēnxī):
⑴黑体的光谱辐射力随波长连续变化(光滑曲线)
⑵λ→0或λ→∞，Ebλ→0
⑶对任一波长，T↑,Ebλ↑
⑷对任一温度，Ebλ存在一最大值,Ebλmax,对应波长λmax,且随着温度T的增加，λmax变小，向左移动。
⑸当T很小时，可见光份额很少，随着T增大(>800K)，可见光份额才有所升高。常温下，实际物体的辐射主要是红外辐射。三、维恩位移(wèiyí)定律(1893年)应用(yìngyòng)举例思考
1、一铁块放入高温炉中加热，从辐射(fúshè)的角度分析铁块的颜色变化过程三、Stefan-Boltzmann定律(dìnglǜ)黑体(hēitǐ)辐射函数黑体辐射(fúshè)函数波段(bōduàn)辐射力:四、Lambert定律(dìnglǜ)注意：

1）对服从Lambert定律的表面(biǎomiàn)，辐射强度与辐射力的关系。
2）定向辐射强度与方向无关的表面(biǎomiàn)——漫射表面(biǎomiàn)
3）对黑体辐射强度的理解：相当于“灯泡亮度”，即从不同方向看过去，其亮度都是一样的。黑体辐射定律小结
１、Stefan-Boltzmann定律：描述黑体在某一温度下向半球空间所有(suǒyǒu)方向辐射的全部波长的能量，即对方向和波长都积分的结果。
２、Planck定律：描述黑体在某一温度下向半球空间所有(suǒyǒu)方向辐射的能量沿波长分布的规律，即只对方向积分，但研究的是某一波长。
３、Lambert定律：描述黑体在某一温度下所辐射的全部波长的能量沿半球空间方向上的分布规律，即只对波长积分，但研究的是某一方向。
对黑体而言，辐射强度是常数。任意放置的两个黑体表面(biǎomiàn):
——面积－A1、A2
——温度－T1、T2
如何计算它们的传热量？两个表面之间的辐射换热量与两个表面之间的相对(xiāngduì)位置有很大关系

一、角系数(xìshù)三、角系数(xìshù)的性质1、角系数(xìshù)的相对性2、角系数(xìshù)的完整性如图：从表面1上发出而落到表面2上的总能量，等于(děngyú)落到表面2上各部分的辐射能之和：(1)三个非凹表面(biǎomiàn)组成的封闭系统由角系数(xìshù)完整性上述(shàngshù)方程解得：(2)任意(rènyì)两个非凹表面间的角系数根据(gēnjù)角系数的完整性：上述(shàngshù)方法又被称为交叉线法。注意：这里所谓的交叉线和不交叉线都是指虚拟面断面的线，或者说是辅助线。例题8-1，求下列(xiàliè)图形中的角系数解：解：解：从图中可知，表面2对表面3和表面2对表面1＋3的角系数都可以