传热学英文讲义翻译传热学_10-1.ppt

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1、HeatTransfer10-1BeijingJiaotongUniversity第10章热辐射机理分两部分讨论第一部分：基本原理热辐射定义2.辐射基本定律3.物体的辐射特性第二部分：辐射换热1.角系数2.网络法3.辐射换热辐射屏蔽HeatTransfer10-1BeijingJiaotongUniversity10-1引言图10-1真空室中热物体仅通过辐射散热辐射与其他两种换热的机理不同之处在于，它不需要传热介质。HeatTransfer10-1BeijingJiaotongUniversity

2、10-1引言什么是辐射？能量通过电磁波传递的现象就叫辐射。辐射与其他两种换热的机理不同之处在于，它不需要传热介质。电磁波的特征是频率v和波长λ：λ=c/vc是媒介中的光速。在真空中，c=c0=2.998108m/s.HeatTransfer10-1BeijingJiaotongUniversity一种介质中的光速与真空中光速的关系：c=c0/n。n是该介质的折射率。对于空气和大多数气体n=1水和玻璃n=1.5根据量子理论，每个频率为v的光子具有的能量为：h=6.62510-34J·s为普朗克常

3、数HeatTransfer10-1BeijingJiaotongUniversity10-2热辐射不同种类的电磁辐射是通过不同机理产生的。热辐射是物质中的分子、原子和电子振动和旋转所导致的。温度是这些微观尺度下行为强弱的度量HeatTransfer10-1BeijingJiaotongUniversity热辐射范围热辐射定义为电磁频谱中波长从0.1到100μm的部分。HeatTransfer10-1BeijingJiaotongUniversity它包括全部可见光和红外辐射以及部分紫外辐射。电磁频

4、谱中可见部分的波长处于0.40到0.76μm之间。紫0.40-0.44μm蓝0.44-0.49μm绿0.49-0.54μm黄0.54-0.60μm橙0.60-0.673μm红0.63-0.76μm太阳辐射波段为0.3-3μm。几乎一半的太阳辐射为可见光，其余为紫外光和红外光。HeatTransfer10-1BeijingJiaotongUniversity图10-2电磁频谱紫0.40-0.44μm蓝0.44-0.49μm绿0.49-0.54μm黄0.54-0.60μm橙0.60-0.673μm红0

5、.63-0.76μmHeatTransfer10-1BeijingJiaotongUniversity红外辐射:0.76到100μm。例如温度辐射紫外辐射:0.01and0.40μm。热辐射的短波端紫外线应予以避免，因为它能杀死微生物并对人类和其它生物产生严重危害。HeatTransfer10-1BeijingJiaotongUniversity辐射是体积现象。对于不透明固体例如金属、木头和岩石，辐射被认为是表面现象。HeatTransfer10-1BeijingJiaotongUniversit

6、y10-3黑体辐射什么是黑体？能发射最大辐射的物体定义为理想物体，叫做黑体。黑体性质：黑体被定义为完美的辐射吸收和发射体；2)在特定温度和波长下，没有任何表面能比黑体发射更多能量；3)黑体能吸收所有波长和所有方向的入射辐射。HeatTransfer10-1BeijingJiaotongUniversity黑体在所以方向上均匀地发射辐射能量并且为漫射。漫射意味着“与方向无关”。HeatTransfer10-1BeijingJiaotongUniversity1.斯蒂芬-玻尔兹曼定律σ=5.6710

7、-8W/m2·K4为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，T是表面的绝对温度。Eb称为黑体辐射力。1)黑体辐射力单位时间内黑体单位表面积发射的辐射能量称为黑体辐射力。具有小孔的大空腔可以认为是人造黑体。HeatTransfer10-1BeijingJiaotongUniversity2)黑体光谱辐射力Ebλ在绝对温度T下，单位时间内黑体单位表面积发射的在包含波长λ的单位波长范围内的辐射能。2.普朗克分布定律C1=2πhc02=3.742×108W·μm4/m2C2=hc0/k=1.439×10μm×KHeatTr

8、ansfer10-1BeijingJiaotongUniversity图10-5几种不同温度下黑体辐射力随波长的变化HeatTransfer10-1BeijingJiaotongUniversity黑体辐射性质发射的辐射是波长的连续函数。在任何特定温度下，辐射随波长增长而增强，达到最大值后又随着波长的增长而减弱。2)在任何波长下，发射的辐射能随温度的升高而增大。HeatTransfer10-1BeijingJiaotongUniversity3)随着温度的升高，曲线变得更陡并往左移