本章要点：。着重掌握热辐射的基本概念2。着重掌握角系.pptVIP

第七章 热辐射基本定律及物体的辐射特性 第一节 热辐射的基本概念 电 磁 辐 射 波 谱 四、兰贝特定律(Lambert’s law) 2、可见面积：沿P方向发射的辐射能，dA的可见面积就是其在与P垂直方向的投影面积。 黑体微元面积dA向半球空间发射的辐射能量dQ0,dA 黑体辐射力等于其定向辐射强度I0的?倍。 五、基尔霍夫定律（Kirchhoff’s law) 总结：黑体辐射能量按波长分布服从普朗克定律，按空间分布服从兰贝特定律，辐射力的大小由斯蒂芬－波尔兹曼定律确定。维恩位移定律揭示了最大单色辐射力的分布规律。 基尔霍夫定律：任何物体的辐射力与吸收率的比值恒等于同温度下的绝对黑体的辐射力，而与物体的性质无关。 2、黑度(blackness or emissivity)：实际物体的辐射力E与同温度下绝对黑体的辐射力E0之比称为“黑度”。 单色黑度：物体的单色辐射力Eλ与同温度下绝对 黑体的单色辐射力E0,λ之比，即： 灰体的性质： 第三节 物体间的辐射换热 三个黑体表面组成的封闭空腔的辐射换热： 二、灰体间的辐射换热和有效辐射 表面1与外界的辐射换热量Q1： 两灰体间的辐射换热的计算 三个灰体间的辐射换热的计算 三、2个灰体间的辐射换热 间距较两相互平行的平壁尺寸小得多的辐射换热系统： A2＞＞A1时的辐射换热 四、遮热板（thermal shield)的应用 遮热板：插入辐射换热表面之间以削弱辐射换热的薄板。 遮热板减少热辐射的原因 例1 在黑度为0.8的两个平行面之间插入一块黑度为0.05的抛光铝片。求其辐射换热量是未插入遮热板的多少分之一。 四、几种特例情况 1。两物体均为黑体 2。A1/A2 相差很小,A1/A2 1 (两无限大平板） 3。A1/A2 0,A2A1 (车间里的蒸汽管道） 二.辐射换热的削弱 为了削弱两物体表面间的辐射换热，可以采用减少表面发 射率及在两辐射表面之间安插遮热板的方法。 人造地球卫星为了减少迎阳面(直接受到阳光照射的表面) 与背阳面之间的温差，采用对太阳能吸收比小的材料作表面涂 层； 置于室外的发热设备(如变压器)，为了防止夏天温升过高 而用浅色油漆作为涂层。 这些都是用减少发射率(吸收比)的方法来削弱换热的例子。 在实际工程应用中，多采用遮热板来减少辐射换热的方法。 三.遮热板的应用 遮热板在工程技术上应用甚广，下面是4个应用实例。 （1）汽轮机中用于减少内、外套管间辐射换热。 （2）遮热板应用于储存液态气体的低温容器。 （3）遮热板用于越级隔热油管。 （4）遮热板用于提高温度测量的准确度。 §8-4 辐射换热的强化与削弱 强化辐射换热的主要途径有两种： 增加发射率； 增加角系数。 削弱辐射换热的主要途径有三种： 降低发射率； 降低角系数； 加入遮热板。 一.辐射换热的强化 在一定温度下要强化两表面间的辐射换热， 可以采取增加换热表面发射率以及改变两表面 的布置以增加角系数的方法。采用改变表面发 射率的方法时应注意首先增加对换热影响最大 的那一个表面的发射率。以图10所示的空腔与 内包物体间辐射换热问题为例，由其换热量的 计算式可见，增加内包物体的发射率ε1比增加 空腔表面发射率ε2更有效(极限情况下当A1/ A2≈ 0时， ε2已对换热量没有影响)。 图10 漫发射的概念：表面的方向发射率 ?(?) 与方向无关，即定向辐射强度与方向无关，满足上诉规律的表面称为漫发射面，这是对大多数实际表面的一种很好的近似。 图7-15 几种金属导体在不同方向上的定向发射率?(? )(t=150℃) 图7-16 几种非导电体材料在不同方向上的定向发射率?(? )(t=0~93.3℃) 前面讲过，黑体、灰体、白体等都是理想物体，而实际物体的辐射特性并不完全与这些理想物体相同，比如，(1)实际物体的辐射力与黑体和灰体的辐射力的差别见图14；(2) 实际物体的辐射力并不完全与热力学温度的四次方成正比；(3) 实际物体的定向辐射强度也不严格遵守Lambert定律，等等。所有这些差别全部归于上面的系数，因此，他们一般需要实验来确定，形式也可能很复杂。在工程上一般都将真实表面假设为漫发射面。 图14 实际物体、黑体和灰体的辐射能量光谱 本节中，还有几点需要注意 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，实际上是一种权宜之计； 服从Lambert定律的表面成为漫射表面。虽然实际物体的定向发射率并不完全符合Lambert定律，但仍然近似地认为大多数工程材料