【正文】 相對(duì)性和完整性得 : 2,333,222,31,31,333,113,21,21,222,113,12,1111XAXAXXXAXAXXXAXAXX?????????通過求解這個(gè)封閉的方程組，可得所有角系數(shù)，如 X1,2為 : 圖 三個(gè)非凹表面組成的封閉系統(tǒng) 13212,1 2 AAAAX ???若系統(tǒng)橫截面上三個(gè)表面的長(zhǎng)度分別為 l1， l2和 l3，則上式可寫為 13212,1 2 llllX ???下面考察兩個(gè)表面的情況，假想面如圖 ，根據(jù)完整性和上面的公式，有 : 圖 兩個(gè)非凹表面及假想面組成的封閉系統(tǒng) abadbdabXabbcacabXXXXbdabacabbdabacabcdab221,?????????解方程組得 : 的斷面長(zhǎng)度表面不交叉線之和交叉線之和1, 22)()(AabbdacadbcXcdab ???????該方法又被稱為 交叉線法 。 下面介紹角系數(shù)的概念及表達(dá)式 。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??????????????????圖 618給出了一些材料對(duì)黑體輻射的吸收比與溫度的關(guān)系。 63 實(shí)際固體和液體的輻射特性 1 發(fā)射率 ? 前面定義了黑體的發(fā)射特性：同溫度下，黑體發(fā)射熱輻射的能力最強(qiáng)，包括所有方向和所有波長(zhǎng)； ? 真實(shí)物體表面的發(fā)射能力低于同溫度下的黑體； ? 因此，定義了發(fā)射率 (也稱為黑度 ) ? ：相同溫度下，實(shí)際物體的半球總輻射力與黑體半球總輻射力之比 : 4TEEEb ?? ??上面公式只是針對(duì)方向和光譜平均的情況，但實(shí)際上，真實(shí)表面的發(fā)射能力是隨方向和光譜變化的。 第六章 熱輻射及輻射換熱 167。 Wavelength Direction (angle from the surface normal) 因此，我們需要定義 方向光譜發(fā)射率 ，對(duì)于某一指定的方向(?, ?) 和波長(zhǎng) ? ? ? ? ?? ?T, T,θ, T,θ, εb l ack b o d y, em i t t ed act u al, θ, ???????? LL?? ?? ?? ? )()Tθ,(λ T, λ T,θ, T,θ,ε0 b l ack b o d y, 0 em i t t ed act u al, θ TLLdLdLb????????????對(duì)上面公式在所有波長(zhǎng)范圍內(nèi)積分，可得到方向總發(fā)射率，即 實(shí)際物體的定向輻射強(qiáng)度與黑體的定向輻射強(qiáng)度之比： ? ? ? ?? ? ? ?? ?T, T, T, T, T, ε b l ack b o d y, em i t t ed act u al, ??????????bEEEE ??對(duì)于指定波長(zhǎng)，而在方向上平均的情況，則定義了半球光譜發(fā)射率，即 實(shí)際物體的光譜輻射力與黑體的光譜輻射力之比 λE這樣，前面定義的半球總發(fā)射率則可以寫為： ? ?? ? ? ?? ? )(E)(λ T,λ T, T, εTεbem i t t ed act u al0 b l ack b o d y, 0 b l ack b o d y, TTEdEdE????????????半球總發(fā)射率是對(duì)所有方向和所有波長(zhǎng)下的平均 bb LLLL )()()()( ????? ?? 對(duì)應(yīng)于黑體的輻射力 Eb，光譜輻射力 Eb?和定向輻射強(qiáng)度 L，分別引入了三個(gè)修正系數(shù)，即，發(fā)射率 ?，光譜發(fā)射率 ?(? )和定向發(fā)射率 ?(? )，其表達(dá)式和物理意義如下 40)(TdEEE bb ????? ?????實(shí)際物體的輻射力與黑體輻射力之比 : 實(shí)際物體的光譜輻射力與黑體的光譜輻射力之比： ????bEE?)(實(shí)際物體的定向輻射強(qiáng)度與黑體的定向輻射強(qiáng)度之比： 漫發(fā)射 的概念：表面的方向發(fā)射率 ?(?) 與方向無關(guān)，即定向輻射強(qiáng)度與方向無關(guān)，滿足上訴規(guī)律的表面稱為漫發(fā)射面，這是對(duì)大多數(shù)實(shí)際表面的一種很好的近似。 如果投入輻射來自黑體，由于 ，則上式可變?yōu)? 1),( 2 ?Tb ??)1,(d)(),(d)(d)(),(d)(),(d)(),(),(21420210202102202211的性質(zhì)表面TTfTTETTETETTETTETTbbbbbbb????????????????????????????????????圖 619 物體表面對(duì)黑體輻射的吸收比與溫度的關(guān)系 物體的選擇性吸收特性，即對(duì)有些波長(zhǎng)的投入輻射吸收多，而對(duì)另一些波長(zhǎng)的輻射吸收少，在實(shí)際生產(chǎn)中利用的例子很多，但事情往往都具有雙面性，人們?cè)诶眠x擇性吸收的同時(shí)，也為其傷透了腦筋，這是因?yàn)槲毡扰c投入輻射波長(zhǎng)有關(guān)的特性給工程中輻射換熱的計(jì)算帶來巨大麻煩，對(duì)此，一般有 兩種 處理方法，即 (1)灰體法 ，即將光譜吸收比 ?(?) 等效為常數(shù)，即 ? = ?(?) = const。 (1) 角系數(shù) ：有兩個(gè)表面 ， 編號(hào)為 1和 2， 其間充滿透明介質(zhì) ， 則表面 1對(duì)表面 2的角系數(shù) X1,2是：表面 1直接 投射到表面 2上的能量 ， 占表面 1輻射能量的百分比 。注意：這里所謂的交叉線和不交叉線都是指虛擬面斷面的線，或者說是輔助線 167。 又根據(jù)上節(jié)中的公式 (d) 1,2222,1112,1 XJAXJA ???以及角系數(shù)相對(duì)性 ？ 1,222,11 XAXA ?式中， 是空間熱勢(shì)差， 則是空間輻射熱阻，如圖 ，可見， 每一對(duì)表面就有一個(gè)空間輻射熱阻。 167。 OH22CO圖 CO2 和 H2O的主要吸收譜帶 圖 光譜輻射穿過氣體層時(shí)的衰減 2 氣體輻射的衰減規(guī)律 當(dāng)熱輻射進(jìn)入吸收性氣體層時(shí) ， 因沿途被氣體吸收而衰減 。于是 2CO*222 COCOCO C ?? ?圖 ),( 22* spT OHgOH ??圖 修正系數(shù) OHC2圖 ),(22* spT COgCO ??圖 修正系數(shù) 2COC當(dāng)氣體中同時(shí)存在二氧化碳和水蒸氣時(shí)，氣體的發(fā)射率由下式給出 : ???? ???? ** 2222 COCOOHOHg CC式中， 是修正量，由圖 。 再通過微元?dú)怏w層 dx 后 ， 其衰減量為 。 強(qiáng)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)。 21 JorJiiiibiiAJE??????1在上面的過程中需要注意的是 (1)節(jié)點(diǎn)的概念； (2)每個(gè)表面一個(gè)表面熱阻 ， 每對(duì)表面一個(gè)空間熱阻； (3)以及畫電路圖的一些基本知識(shí) 。封閉系統(tǒng)內(nèi)充滿不吸收任何輻射的透明介質(zhì)。 包括了