[研究生入学考试]研究生传热学课第8章.pptVIP

Radiative heat transfer The sun that shines from Heaven shines but warm, And, I lie between that sun and thee: The heat I have from thence doth little harm, thine eye darts forth the fire but burneth me: And were I not immortal, life were done between this heavenly and earthly sun. 1-1热辐射 热辐射的四大特点： 辐射力 单色辐射力 定向辐射力 单色定向辐射力 定向辐射强度 单色定向辐射强度 Example: 例题 Summary 理解热辐射本质和特点 掌握黑体、灰体、漫射体、发射率、吸收比的物理概念 掌握热辐射基本定律，重点掌握Stefan-Boltzmann和基尔霍夫定律 漫射表面温度T1，置于壁温为T2的黑空腔中，计算此表面的吸收率和发射率 * 第八章 热辐射的基本概念 Heat radiation 第一节 基本概念 Introduction ---Venus and Adonis, Wn. Shakespeare 1-1 热辐射的本质和特点 第一节 基本概念 1-2 吸收，反射和透射 1-3 辐射强度和辐射力 1、辐射： 指物体受某种因素的激发而向外发射辐射能的现象 解释辐射现象的两种理论 ： 电磁理论(波动性)与量子理论（粒子性） 电磁波的数学描述： c — 某介质中的光速, m/s 为真空中的光速; n 为介质的折射率。 ? — 波长, 常用?m为单位, 1?m = 10-6 m。 f — 频率, 单位 1/s。 量子理论：光子传播能量的过程 h — 普朗克常数 6.63X10-34。 电磁波的波谱Electromagnetic wave spectrum： ? 射线：? 5×10-5 ?m X射线： 5×10-7 ? 5×10-2 ?m 紫外线： 4×10-3 ? 0.38 ?m 可见光： 0.38 ? 0.76 ?m 红外线： 0.76 ? 103 ?m ，25 ?m为远红外线 无线电波： ? 103 ?m 由于物体内部微观粒子的热运动而使物体向外发射辐射能的现象。 微波： 103? 106 ?m 因微波可穿透塑料、玻璃和陶瓷制品，但会被食物中水分子吸收，产生内热源，使食品均匀加热。 2、热辐射: 理论上热辐射的波长范围从零到无穷大； 在常见的温度范围内，热辐射的波长0.1~100?m 微波炉工作原理？ 为什么金属器皿不能放入微波炉？ T0 K T1000 K 内能 电磁波能 内能 大于0 K的物体都具有辐射和吸收辐射的能力 热辐射传递伴随能量的转变； 热辐射不依靠中间媒介，可以在真空中传播； 物体间辐射换热是双向的，从高温到低温。 辐射换热： 以热辐射的方式进行的热量交换。 辐射换热的主要影响因素： （1）物体本身的温度、表面辐射特性； （2）物体的大小、几何形状及相对位置。 1-2 吸收,反射和透射 Absorptance, reflectance and transmittance 总能量 吸收能量 反射能量 透射能量: 等式两边同除Φ: 吸收率 反射率 透射率 若投射能量为某一波长下的单色辐射: 分别为单色吸收率，反射率和投射率 对于大部分液体和固体（except glass and water），一般认为透射率为0 对于气体，一般认为反射率为0 黑体blackbody：全部吸收外来射线 2、白体white boday: 全部反射外来射线 但实际中是不存在真正的黑体,白体与透明体 几种理想物体 黑布，白布，雪？ 黑布与白布对红外线的吸收比相同，雪吸收全部的红外线 玻璃？ 3、透明体:被外来射线全部透射 1-3 辐射强度与辐射力 物体表面在一定的温度下会朝表面上方的半球空间各个方向发射包括各种不同波长的能量 立体角Steratian：将半球表面上被立体角所切割的面积dA2除以半径的平方r2,单位是sr 1、辐射力：单位表面积、单位时间、向半球空间所发射的全波长能量 2、单色辐射力：单位表面积、单位时间、向半球空间所发射的单位波长间隔内的能量 辐射力 3、定向辐射力：单位表面积、单位时间，单位立体角内所发射的全波长能量 4、单色定向辐射力：单位表面积、单位时间、单位立体角、在波长λ附近的单位波长间隔内所发射的能量 1、定向辐射强度：单位时间、单位可见辐射面积、单位立体角所发射全波长的