【正文】 23 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 (4)StefanBoltzmann定律 (第三個定律 )： 式中， σ= 108 w/(m2?K4)， 是 StefanBoltzmann常數(shù)。光譜吸收比隨波長的變化體現(xiàn)了實際物體的選擇性吸收的特性。 設(shè)下標 2分別代表所研究的物體和產(chǎn)生投入輻射的物體，則物體 1的吸收比為 )21,(d)(),(d)(),(),(2102202211的性質(zhì)表面的性質(zhì)，表面投入的總能量吸收的總能量TTfTETTETTbb?????????????????? 2/1/2023 38 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 )1,(d)(),(d)(d)(),(d)(),(d)(),(),(21420210202102202211的性質(zhì)表面TTfTTETTETETTETTETTbbbbbbb???????????????????????????????????? 2( , ) 1b T?? ?如果投入輻射來自黑體，由于 上式變?yōu)椋? 2/1/2023 39 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 物體表面對黑體輻射的吸收比與溫度的關(guān)系 2/1/2023 40 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 (1)灰體法 ，即將光譜吸收比 ?(?) 等效為常數(shù)，即 ? = ?(?) = const。 ５ .Kirchhoff 定律 2/1/2023 45 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 定律的 限制 ： (1)整個系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)； (2)如物體的吸收率和發(fā)射率與溫度有關(guān)，則二者只有處于同一溫度下的值才能相等； (3)投射輻射源必須是同溫度下的黑體。 定義：把表面 1發(fā)出 的輻射能中 落到 表面 2上的 百分數(shù) 稱為表面 1對表面 2的角系數(shù) ，記為 X1,2。 (1)三個非凹表面 組成的封閉系統(tǒng) 三個非凹表面組成的封閉系統(tǒng) 角系數(shù)的定義、性質(zhì)及計算 2/1/2023 64 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 1112,31,33,21,23,12,1??????XXXXXX2,333,221,333,111,222,11XAXAXAXAXAXA???由角系數(shù)完整性 由角系數(shù)相對性 角系數(shù)的定義、性質(zhì)及計算 2/1/2023 65 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 上述方程解得： 21323,212313,113212,1222AAAAXAAAAXAAAAX?????????21323,212313,113212,1222llllXllllXllllX?????????由于垂直紙面方向 的長度相同，則有： 角系數(shù)的定義、性質(zhì)及計算 2/1/2023 66 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 兩個非凹表面及假想面組成的封閉系統(tǒng) (2)任意兩個非凹表面間的角系數(shù) 角系數(shù)的定義、性質(zhì)及計算 2/1/2023 67 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 根據(jù)角系數(shù)的完整性： 1ab c d ab c ab bdX X X? ? ?， ， a ，2ab cab ac bcXab???， a 2ab bdab bd adab???， 角系數(shù)的定義、性質(zhì)及計算 2/1/2023 68 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 ,( ) ( )2ab c dbc ad ac bdXab? ? ??說明：一表面與對應(yīng)表面的角系數(shù)等于，構(gòu)成封閉四邊形的對角線之和減去其余兩邊線段之和然后除以二倍的該表面的面積計算線段。如何減小測量誤差？ 15wt ?℃ 39。其網(wǎng)絡(luò)圖如下： ５ . 兩個重要特例 兩固體表面間的輻射換熱 2/1/2023 89 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 b 有一個表面絕熱， 即該表面的凈換熱量為零 。 兩固體表面間的輻射換熱 2/1/2023 94 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 強化輻射換熱 的主要途徑有兩種： (1)增加發(fā)射率； (2)增加角系數(shù)。2,1232,3313,1)(21)()(qqqEEqEEqEEqbbbbbb??? 可見，與沒有遮熱板時相比，輻射換熱量減小了一半。 OH2 氣體輻射 2/1/2023 100 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 1 氣體輻射的特點 (1) 氣體輻射對波長具有選擇性。 氣體輻射 2/1/2023 103 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 理論上已經(jīng)證明， 與行程 dx 成正比，設(shè)比例系數(shù)為 ，則有 xxII,d??xKxKIIxx dd,??? ??式中，負號表示吸收， 為 光譜衰減系數(shù) ， m1，它取決于其體的種類、密度和波長。 , March 23, 2023 雨中黃葉樹，燈下白頭人。 :15:1515:15:15March 23, 2023 1他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。 2023年 3月 23日星期四 3時 15分 15秒 15:15:1523 March 2023 1做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。 :15:1515:15Mar2323Mar23 1世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。 。 , March 23, 2023 閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。勝人者有力，自勝者強。 2023年 3月 23日星期四 3時 15分 15秒 15:15:1523 March 2023 1一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。 2023年 3月 23日星期四 下午 3時 15分 15秒 15:15: 1最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。 :15:1515:15Mar2323Mar23 1越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。 2023年 3月 23日星期四 3時 15分 15秒 15:15:1523 March 2023 1空山新雨后，天氣晚來秋。 :15:1515:15:15March 23, 2023 1意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 , March 23, 2023 很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。 。 :15:1515:15Mar2323Mar23 1故人江海別，幾度隔山川。 從上式可知 ， 熱輻射在氣體內(nèi)呈指數(shù)規(guī)律衰減 。 和 的主要吸收譜帶 氣體輻射 2/1/2023 101 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 (2) 氣體的輻射和吸收是在整個容積中進行的， 因而，氣體的發(fā)射率和吸收比還與容器的形狀和容積大小有關(guān)。為討論方便，設(shè)平板和金屬薄板都是灰體，并且 1 2 3? ? ? ?? ? ? 輻射換熱的強化與削弱 2/1/2023 97 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 輻射換熱的強化與削弱 2/1/2023 98 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 ＿削弱輻射換熱的方式之二 ４ .７ .２ 遮熱罩 輻射換熱的強化與削弱 2/1/2023 99 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 本節(jié)將簡要介紹氣體輻射的特點 、 換熱過程及其處理方法 。 輻射換熱的強化與削弱 2/1/2023 95 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 遮熱板指插入兩個輻射換熱表面之間以削弱輻射換熱的薄板，其實插入遮熱板相當于降低了表面發(fā)射率。 2/1/2023 91 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 ①平行壁面間 兩固體表面間的輻射換熱 2/1/2023 92 材料工程基礎(chǔ)及設(shè)備媒體課件 ② 1被