《传热学》2版 教学课件 第八章 8.3 实际表面辐射的波长特性和方向特性.pptVIP

第八章 8.3节（20） * 8.3 实际表面辐射的波长特性和方向特性 8.3.1 发射率 为定量描述实际物体在发射方面与黑体的差别 第八章 8.3节（20） * 发射率（黑度）是热辐射理论中极其重要的概念。 准确讲应叫做半球总发射率。 半球光谱发射率 ?? 定向总发射率 ?? 第八章 8.3节（20） * ? 的定义式同时也是非黑物体表面辐射力E 的实用计算式 实际物体的辐射力并不严格遵守与热力学温度的四次方成正比的规律 工程材料的发射率都是温度的函数 教材中附录C 表中给出了部分典型材料的发射率数据 部分数据是以法向发射率?n的形式给出 E = ? Eb = ? ? T 4 第八章 8.3节（20） * 8.3.2 实际表面辐射的波长特性 部分材料的法向光谱发射率随波长的变化情况 第八章 8.3节（20） * 部分材料的法向总发射率随温度的变化情况 第八章 8.3节（20） * 总结： 金属表面发射率一般都偏小，而且随着波长增大有所下降 非导体的发射率比较高，且随着波长增大而增大 法向发射率随温度的变化与光谱法向发射率随波长的变化之间存在一定关系 材料表面状况对发射率有重要的影响 第八章 8.3节（20） * 8.3.3 实际表面辐射的方向特性 实际物体不是理想的漫射表面 第八章 8.3节（20） * 尽管实际的导体或非导体材料都不能在整个半球空间里严格地被看作漫射表面，但是它们的半球向总发射率与法向发射率的相对比值的变化有限，离1并不远。 作一个大胆的假设： 认为实际物体的半球向发射率与法向发射率近似相等，即可以把实际材料也近似看作漫射表面。 第八章 8.3节（20） * 8.3.4 实际表面的吸收特性 实际表面的吸收特性远比发射特性更复杂。 发射特性只涉及发射物体自身，任何时候都不会随环境条件的改变而发生改变。 实际物体表面的吸收比既与其本身的物理特征有关，也和投射辐射的光谱分布、方向特性有关。 (1) 投射辐射源的温度高低 (2) 定向光谱发射率随波长、方向角的变化 第八章 8.3节（20） * 材料的光谱吸收比 总吸收比随辐射源温 随波长的变化 度的变化 第八章 8.3节（20） * 以下对吸收比的讨论仅限于波长，而略掉方向特性的影响。 如果限定投射源是黑体 第八章 8.3节（20） * 吸收比复杂的根源归根结底在于： 实际物体对不同波长辐射能的吸收本领有高有低（这叫做具有波长选择性） 而影响辐射能量的波长分布特性最主要的因素之一就是它的温度。 第八章 8.3节（20） * 8.3.5 基尔霍夫定律 基尔霍夫定律研究物体的发射率和吸收比之间具有什么样的联系。 假设该物体极小， 不对腔内的辐射场 造成任何干扰 腔内物体受到的投 射辐射是“漫”的 第八章 8.3节（20） * 有： G = Eb (Tw ) 如果 T1＝Tw ，净辐射换热量一定为零。 物体1的能量平衡 此为基尔霍夫定律的表达形式之一。