西安建筑科技大学：《材料工程基础》课程教学资源（PPT课件）第三章 传热学基础——热量交换（辐射换热）

辐射换热基本概念 定向辐射力 单位时间内物体单位辐射面积向空间指定0方向上,单位立体角 内所辐射的全波段的能量,单位是W/m2sr,用E表示。 -Icos 6 dodA 有效辐射 本身辐射和反射辐射之和称为物体的有效辐射 PG J=E+PG aG

11 辐射换热基本概念 本身辐射和反射辐射之和称为物体的有效辐射 J = E + G 单位时间内物体单位辐射面积向空间指定方向上，单位立体角 内所辐射的全波段的能量，单位是W/m2 sr，用E表示。 cos dQ E I d dA      = = 定向辐射力 有效辐射

黑体辐射定律 1.黑体概念 黑体:是指能吸收投入到其面 上的所有热辐射能的物体,是 种科学假想的物体,现实生 活中是不存在的。但却可以人 工制造出近似的人工黑体。 基本性质: a吸收率为1;不反射,不透过 b.漫反射表面 C.在给定温度下,黑体的辐射能 力最大 12

12 黑体辐射定律 黑体：是指能吸收投入到其面 上的所有热辐射能的物体 ， 是 一种科学假想的物体 ，现实生 活中是不存在的 。但却可以人 工制造出近似的人工黑体 。 基本性质 ： a.吸收率为 1；不反射 ，不透过 b.漫反射表面 c.在给定温度下 ，黑体的辐射能 力最大 1. 黑体概念

黑体辐射定律 1. Planck定律(揭示了各种不同温度下黑体的光谱辐射强度按波长 分布的规律): E bn /(T) 式中,λ一波长,m;7一黑体温度,K 第一辐射常数,3.742×10 16W.m25 c2-第二辐射常数,1.4388×102WK 右图是根据上式描绘的黑体光谱辐 射力随波长和温度的关系。 入m与7的关系由Wien偏移定律给出 AT=2896×103m·Km 最大光谱辐射强度的波长 10.20.40.6 13 wuvelepotn,A,∠m

13 黑体辐射定律 1 ( ) 5 1 2 − = − b c T e c E    式中，λ— 波长，m ； T — 黑体温度，K ； c 1— 第一辐射常数，3.742×10-16 Wm 2； c 2 — 第二辐射常数，1.4388×10-2 WK； 1.Planck定律 (揭示了各种不同温度下黑体的光谱辐射强度按波长 分布的规律 )： 右图是根据上式描绘的黑体光谱辐 射力随波长和温度的关系。 m与T 的关系由Wien偏移定律给出 . m T m K − =   3 2 896 10 最大光谱辐射强度的波长

黑体辐射定律 2. Stefan- Boltzmann定律: 5 b elada dn= ot b0e/(a7)-1 式中,σ=5.67×108w/(m2K4),是 Stefan- Boltzmann常数。 T是黑体的绝对温度,K 黑体在波长λ1和入2区段内所发射 的辐射力: △E △Eb ∫2 Eada 入2 14

14 黑体辐射定律 2.Stefan-Boltzmann定律： 4 0 ( ) 5 1 0 1 2 d T e c E E d b b c T       = − =  =  −  式中，=5.67×10-8w/(m2 K 4)，是Stefan-Boltzmann常数。 T是黑体的绝对温度，K 黑体在波长1和2区段内所发射 的辐射力：  =  2 1   Eb Eb d

(6) Lambert定律(黑体辐射的第三个基本定律) 黑体表面具有漫射表面的性质,在半球空间各个方向上的定向辐射 强度都相等 62 eo= cos 8=e cos e 它说明黑体的定向辐射力随天顶角0呈余弦规律变化,法线方向的 辐射力最大,因此, Lambert定律也称为余弦定律。 15

15 (6) Lambert 定律(黑体辐射的第三个基本定律) 它说明黑体的定向辐射力随天顶角呈余弦规律变化，法线方向的 辐射力最大 ，因此， Lambert定律也称为余弦定律。 I I I I I = = = = n = 1  2  3 E = I n cos = En cos 黑体表面具有漫射表面的性质，在半球空间各个方向上的定向辐射 强度都相等