工學(xué)傳熱學(xué)ppt課件(編輯修改稿)
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【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 20因此 ， 對(duì)遵守蘭貝特定律的輻射 ， 輻射力在數(shù)值上等于輻射強(qiáng)度的 ?倍 。 華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 28 漫射表面 ：表面的輻射 、 反射強(qiáng)度在半球空間各方向上均相等 （ 各向同性 ） 的表面 。 黑體是漫射表面 。 只有漫射表面才遵守蘭貝特定律 。 華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 29 ⑤ 波段輻射與輻射函數(shù) 在工程上和其它許多實(shí)際問題中往往需要計(jì)算一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)黑體輻射的能量 ， 也就是波段輻射力 。 黑體在波長(zhǎng) λ1~λ2之間所發(fā)射出的輻射能為： ??? ? ?? ??? ? dEdEdEE bbbb ??? ??? 1221 00－Ebλ 0 λ 2 λ 1 λ 一定波長(zhǎng)范圍黑體的輻射力 b bb EEF ??? )( 21 ????????? ?? ??????? dEdET bb120040 －1)0()0( 12 ?? ?? ?? bb FF波段輻射函數(shù) 華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 30 )0()0()( 1221 ???? ??? ????bbbbb FFEEF式中， 是同溫度下黑體輻射力； 400TdEE bb ??? ＝???)0( ??bF 則表示波長(zhǎng)從 0到 λ 的波段輻射函數(shù)。 )()(10 504)0(TfTdTEdETF bbb ????? ? ?? ?? ??? ???f(?T)稱為 黑體輻射函數(shù) ， 見表 61。 ? ?)0()0( 12 ?? ????? bbbb FFEE華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 31 3 黑體的吸收特性 吸收比 是表示物體吸收入射輻射的能力。 吸收比可劃分為以下四種： 對(duì)來自 一切方向 和 所有波長(zhǎng) 的入射輻射的吸收比，稱之為 總吸收比， α(簡(jiǎn)稱吸收比 )。 對(duì)來自 一切方向 的 某一波長(zhǎng) 的入射輻射的吸收比，稱之為 單色吸收比 ， αλ 華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 32 黑體是理想的吸收體，它對(duì)一切波長(zhǎng)和所有方向入射輻射的吸收比均等于 1。于是對(duì)黑體有 ： 1, ???? ???? ???? bbbb對(duì)來自 某一方向 的 所有波長(zhǎng) 的入射輻射的吸收比，稱之為 方向吸收比， αφ。 對(duì)來自 某一方向某一波長(zhǎng) 的入射輻射的吸收比，稱之為 單色方向吸收比， αλ,φ 。 華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 33 問題 1： 在太陽系中地球和火星距太陽的距離相差不大 ， 但為什么火星表面溫度晝夜變化卻比地球要大得多 ？ 問題 2：北方深秋季節(jié)的清晨 ， 樹葉葉面上常常結(jié)霜 ， 試問樹葉上 、 下表面的哪一面結(jié)霜 ？ 為什么 ？ 問題 3：黑色金屬被加熱過程為什么會(huì)產(chǎn)生由暗到紅到黃到白熾的過程？ 華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 34 問題 1： 在太陽系中地球和火星距太陽的距離相差不大 ， 但為什么火星表面溫度晝夜變化卻比地球要大得多 ？ 答：由于火星附近沒有大氣層 ， 因而在白天 ， 太陽輻射時(shí)火星表現(xiàn)溫度很高 ， 而在夜間 ， 沒有大氣層的火星與溫度接近于絕對(duì)零度的太空進(jìn)行輻射換熱 ， 因而表面溫度很低 。 而地球附近由于大氣層 （ 主要成份是 CO2和水蒸氣 ） 的輻射作用 ， 夜間天空溫度比太空高 ， 白天大氣層又會(huì)吸收一部分來自太陽的輻射能量 ， 因而晝夜溫差較小 。 華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 35 問題 2：北方深秋季節(jié)的清晨 ， 樹葉葉面上常常結(jié)霜 ， 試問樹葉上 、 下表面的哪一面結(jié)霜 ？ 為什么 ？ 回答：霜會(huì)結(jié)在樹葉上的表面。因?yàn)榍宄?，上表面朝向太空，下表面朝向地面。而太空表面的溫度低于攝氏零度，而地球表面溫度一般在零度以上。由于相對(duì)樹葉下表面來說，其上表面需要向太空輻射更多的能量，所以樹葉下表面溫度較高，而上表面溫度較低且可能低于零度，因而容易結(jié)霜。 華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 36 問題 3：黑色金屬被加熱過程為什么會(huì)產(chǎn)生由暗到紅到黃到白熾的過程？ 答：根據(jù)普朗克定律回答 。 華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 37 167。 63實(shí)際物體的輻射和吸收 1 實(shí)際物體的輻射 —— 黑度 （ 發(fā)射率 ） 實(shí)際物體表面的熱輻射性能均弱于黑體表面。 實(shí)際物體的光譜輻射力往往隨波長(zhǎng)作不規(guī)則的變化。 黑體 ? E? 實(shí)際物體 同溫度下黑體輻射和實(shí)際物體輻射的 單色輻射力隨波長(zhǎng)變化的曲線。 華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 38 定義：實(shí)際 表面 的輻射力與同溫度下黑體輻射力的比值，稱為 黑度（發(fā)射率） 。 物體表面的發(fā)射率取決于物質(zhì)種類、表面溫度和表面狀況。這說明發(fā)射率只與發(fā)射輻射的物體本身有關(guān)，而不涉及外界條件。 一般：非金屬材料的發(fā)射率高于金屬表面 粗糙表面的發(fā)射率高于光滑表面 ① 總發(fā)射率 bEE??)( 表面狀況物質(zhì)種類，表面溫度，f??華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 39 華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 40 華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 41 實(shí)際表面的單色輻射力與同溫度下黑體表面的單色輻射力之比 ② 單色發(fā)射率 ????bEE?b0 bEdE?????? ??發(fā)射率與單色發(fā)射率之間的關(guān)系為 bEE??華中科技大學(xué)熱科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室 HUST Lab of Thermal Science amp。 Engineering 2022/2/14 42 物體表面在某方向上的方向輻射力與同溫度黑體輻射在該方向上的方向輻射力之比，亦可表示為物體在某方向上的輻射強(qiáng)度與同溫度黑體輻射在該方向上的輻射強(qiáng)度之比 ③ 方向發(fā)射率 bbb IIIIEE ????? ??? ??c o sc o s＝如果實(shí)際物體的方向輻射力遵守蘭貝特定律，該物體表面稱為漫射表面。黑體表面就是漫射表面。
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