傳熱學(xué)課件第八章ppt課件(完整版)
【正文】 f — 頻率， s1。 熱輻射 :由于熱的原因而產(chǎn)生的電磁波輻射稱為熱輻射。 輻射：輻射體內(nèi)熱能 → 輻射能； 吸收：輻射能 → 受射體內(nèi)熱能 ③ 只要溫度大于零就有能量輻射 。 （ 2）固體表面的兩種反射 鏡面反射：入射角 =反射角，表面粗糙度 波長(zhǎng) 漫反射： 表面粗糙度 波長(zhǎng) 一般工程材料均形成漫反射。 熱輻射能量的表示方法 黑體熱輻射的基本定律 光譜輻射力 Eλ ： 單位時(shí)間內(nèi)單位表面積向其上的半球空間的所有方向輻射出去的包含波長(zhǎng) λ 在內(nèi)的單位波長(zhǎng)內(nèi)的能量稱為光譜輻射力 (W/m2m) 。 維恩 Wien位移定律 （ 1893熱力學(xué)理論得出） 普朗克定律與 StefanBoltzmann定律的關(guān)系 40 )(510 12TdecdEETcbb ?????? ???? ??? ??【 解 】 應(yīng)用 Wien位移定律 T=2022K時(shí) ?max=?103/2022= ?m T=5800K時(shí) ?max=?103/5800= ?m 常見物體最大輻射力對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)在紅外線區(qū) 太陽(yáng)輻射最大輻射力對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)在可見光區(qū) 【 例 】 試分別計(jì)算溫度為 2022K和 5800K的黑體的最大光譜輻射力所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。 可從查表 8－ 1得 Fb(0λ 1)和 Fb(0λ 2)分別為 %和 %。 黑體輻射能在空間不同方向上的分布不均勻：法向最大，切向最小（為零）。 實(shí)際物體的光譜輻射力 實(shí)際材料表面的光譜輻射力不遵守普朗克定律，或者說不同波長(zhǎng)下光譜發(fā)射率隨波長(zhǎng)的變化比較大，并且不規(guī)則。 nM???① 對(duì)于高度磨光的金屬表面： M=～ ② 非導(dǎo)體： M=～ 認(rèn)為大多數(shù)工程材料 M=1。 金屬導(dǎo)電體 非導(dǎo)電體材料 實(shí)際物體光譜吸收比同波長(zhǎng)的關(guān)系 物體的光譜吸收比隨波長(zhǎng)而異的這種特性稱為 物體的吸收具有選擇性 。如圖所示，板 1時(shí)黑體，板 2是任意物體，參數(shù)分別為 Eb, T1 以及 E, ?, T2，則當(dāng)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，有 吸收比與發(fā)射率的關(guān)系－基爾霍夫定律 bq E E???在熱平衡條件下，任何物體的輻射和它對(duì)來自黑體輻射的吸收比的比值，恒等于同溫度下黑體的輻射力。 今后討論過程中 ， 如無(wú)特殊說明 ， 均假設(shè)輻射表面具有漫射特性的漫灰表面 。 答：由黑體輻射的蘭貝特定律知，定向輻射強(qiáng)度與方向無(wú)關(guān)。 【 例 】 如圖所示的真空輻射爐，球心處有一黑體加熱元件，試指出①，②，③ 3處中何處定向輻射強(qiáng)度最大 ?何處輻射熱流最大 ?假設(shè)①，②，②處對(duì)球心所張立體角相同。而三處對(duì)球心立體角相當(dāng)，但與法線方向夾角不同， θ 1＞ θ 2＞θ 3。 層 次 數(shù)學(xué)表達(dá)式 成立條件 光譜，定向 光譜，半球 全波段，半球 無(wú)條件， ?為緯度角 漫射表面 與黑體處于熱平衡或?qū)?漫灰表面 ),(),( TT ???????? ?),(),( TT ???? ?)()( TT ?? ?表 82 Kirchhoff 定律的不同表達(dá)式 例、北方深秋季節(jié)的清晨，樹葉葉面上常常結(jié)霜。 基爾霍夫定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式之一 基爾霍夫定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式之一 0bEE??? 該式說明，在熱力學(xué)平衡狀態(tài)下，物體的吸收率等與它的發(fā)射率。設(shè)下標(biāo) 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??????????????????實(shí)際物體吸收的選擇性對(duì)輻射傳熱計(jì)算造成的困難 如果投入輻射來自黑體，由于 ，則上式可變?yōu)? 1),(2 ?Tb ??1 2 2 1 20012 2 2001204
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