传热学第七章－热辐射基本定律－(1).pptVIP

第七章热辐射根本定律及

物体的辐射特性;§7-1热辐射的根本概念;热辐射在机理上与导热和对流的区别：

〔1〕导热与对流是由于物质微观粒子的热运量和物体的宏观运动所造成的能量转移。热辐射是一种电磁波，是各类物质的固有特性，是由于物质的电磁运动所引起的能量的传递；

〔2〕无需媒介；

〔3〕是一种外表现象。辐射是离暴露外表约1?m距离内的分子发射出的，辐射随外表性质不同而不同；;热辐射在机理上与导热和对流的区别：

〔4〕与温度有关。同一物体外表在不同的温度下，其辐射力

不同；

〔5〕辐射换热过程中伴随有能量形式的两次转化

内能电磁能内能

〔6〕是一种特殊电磁波。其波长、波速与频率之间存在有如

下关系;§7-1-2吸收、反射和透射

一个物体如果与另一个物体相互能够看得见，那么它们之间就会发生辐射热交换。当热辐射的能量投射到物体外表上时，会发生吸收、反射和穿透现象。假设外界投射到物体外表上的总能量为Q，一局部Q?被物体吸收，一局部Q?被物体反射，一局部Q?穿透物体。按能量守恒定律有：;各局部百分数Q?/Q、Q?/Q、Q?/Q分别称为该物体对投入辐射的吸收比(率)、反射比〔率〕和透射比〔率〕，记为?、?和?。于是 ;辐射能投射到气体上时，情况与投射到固体或液体上不同。气体对辐射能几乎没有反射能力，可以认为反射比?=0，故有;几种特殊情况：;注：物体外表是漫反射还是镜反射取决于物体外表相对于辐射波长的外表粗糙程度。;选用吸收比小于1的材料制造一个空腔，并在空腔壁面上开一个小孔，再设法使空腔壁面保持均匀的温度。这时空腔上的小孔就具有黑体辐射的特性。;由于热辐射包含了一个波长范围，因此其辐射的强弱随波长而变化。光谱能反映这种依赖关系。一般而言，对于某一波长下的辐射〔称为单色辐射〕，同样存在;§7-1-3辐射力和辐射强度

;②单色辐射力;③方〔定〕向辐射力;立体角是用来衡量空间中的面相对于某一点所张开的空间角度的大小，如图c所示，其定义为：球面上微元面df与球的半径的平方之比。;其单位为W/(m2Sr)，Sr为球??度,是立体角的单位。;辐射强度与方向辐射力的关系:;当辐射强度是针对某波长?、波长间隔d?范围而言，那么称为单色辐射强度，用I?表示:;§7-2黑体辐射根本定律;普朗克定律也可表示为：;②维恩〔位移〕定律;可见?max与T成反比，T越高，那么?max越小，这一规律为维恩〔Wien〕位移定律.;③斯忒芬－波尔兹曼定律;于是，给定温度下，从0??波长间隔的发射辐射占全部辐射的份额可写为;表示波长从0到λ的波段辐射函数。;④兰贝特余弦定律〔Lambert〕;对于漫辐射外表，由lambert定律，可得;例7-1：试分别计算温度为2000K和5800K的黑体的最大光谱辐射力所对应的波长?m。;例7-2：一黑体置于室温为27℃的厂房中，试求在热平衡条件下黑体外表的辐射力。如果将黑体加热到327℃，它的辐射力又是多少？;例7-3：试分别计算温度为1000K、1400K、3000K和6000K时可见光和红外线辐射在黑体总辐射中所占份额。;温度/K