7-3实际固体和液体的辐射特性 实际物体的辐射不同于黑体。图7-11示出了同温度下某实际 物体和黑体的E=f(x2T)的代表性曲线。图上曲线下的面积分别 表示各自的辐射力。我们把实 际物体的辐射力与同温度下黑 3 体辐射力的比值称为实际物体 =1922K 的发射率(习惯上称为黑度),记 e;=E=1(黑体) 为ε EA=E=0.6(灰体) E E(入)Ebd入 实际物体 (7-20) E b 式中,()=E/Eb为实际物 体的光谱辐射力与同温度下黑 体的光谱辐射力b的比值,称 图7-11FA=f(λ,T) 为实际物体的光谱发射率(又称
7-3 实际固体和液体的辐射特性 实际物体的辐射不同于黑体。图7-11示出了同温度下某实际 物体和黑体的 E = f(,T) 的代表性曲线。图上曲线下的面积分别 表示各自的辐射力。我们把实 际物体的辐射力与同温度下黑 体辐射力的比值称为实际物体 的发射率(习惯上称为黑度)，记 为 4 0 b b T ( )E d E E = = （7-20） 式中， 为实际物 体的光谱辐射力 与同温度下黑 体的光谱辐射力 的比值，称 为实际物体的光谱发射率(又称 = Eb ( ) E / E Eb
单色黑度),它与波长有关 已知发射率,实际物体的辐射力可应用四次方定律确定 T E=EEo=8oT4-5Co 100 (7-21) 说明:实际物体的辐射力并不严格地同热力学温度的四次方成 正比,但要对不同物体采用不同方次的规律来计算,在实用上 很不方便。所以,在工程计算中仍认为一切实际物体的辐射力 都与热力学温度的四次方成正比,而把由此引起的修正包括到 用实验方法确定的发射率中去。由于这个原因,发射率还与温 度有依变关系。 实际物体定向辐射特性亦不尽符合兰贝特定律。为了说明 实际物体不同方向上定向辐射强度的变化,下面给出定向发射率 (又称定向黑度)的定义:
单色黑度)，它与波长有关。 已知发射率，实际物体的辐射力可应用四次方定律确定 4 0 4 0 ) 100 T E = E = T = C ( （7-21） 说明：实际物体的辐射力并不严格地同热力学温度的四次方成 正比，但要对不同物体采用不同方次的规律来计算，在实用上 很不方便。所以，在工程计算中仍认为一切实际物体的辐射力 都与热力学温度的四次方成正比，而把由此引起的修正包括到 用实验方法确定的发射率中去。由于这个原因，发射率还与温 度有依变关系 。 实际物体定向辐射特性亦不尽符合兰贝特定律。为了说明 实际物体不同方向上定向辐射强度的变化,下面给出定向发射率 (又称定向黑度)的定义:
(6) 0)_L() (6)L1 (7-22) 式中L()为与辐射面法向成0m 角的方向上的定向辐射强度,山曾 庑光淫的 而Lb为同温度下黑体的定向辐121080a.0a.a1oa1214 射强度。 图7-12几种金属导体在不同方向上的定向发射率e()(t=150℃) 图7-12和713示出了一些 有代表性的金属导体和非导电 体材料定向发射率的极坐标图 对于服从兰贝特定律的辐射, 定向发射率在极坐标图上应是 1.00.80.60.40.200.20.40.60.81.0 E(6) 潮湿的冰;2一木材;3一玻璃;4-纸 个半圆。两图表明,金属导体 5一粘土 6一氧化铜;7一氧化铝 和非导电体材料定向发射率的 图7-13几种非导电体材料在不同方向上的定向发射率e(0) (t=0~93.3℃) 特性不同
图7-12和7-13示出了一些 有代表性的金属导体和非导电 体材料定向发射率的极坐标图。 对于服从兰贝特定律的辐射， 定向发射率在极坐标图上应是 个半圆。两图表明，金属导体 和非导电体材料定向发射率的 特性不同。 式中， 为与辐射面法向成 角的方向上的定向辐射强度， 而 为同温度下黑体的定向辐 射强度。 b Lb L( ) L ( ) L( ) ( ) = = （7-22） L() Lb
实际物体的定向发射率的变化,并不显著地影响在半 球空间的平麴值。大量实验表明,物体的半球平均发射率与 法向发射率的比值对于高度磨光的金属表面约为120,对其 他具有光滑表面的物体纸00.95,对表面粗糙的物体约为0.98 因此往往不考虑的变化细节,而近似地认为大多数工程材 料也服从兰贝特定律。服从兰贝特定律的表面称为漫射表面 物体表面的发射率取决于物质种类、表面温度和表面状况 这说明发射率只与发射辐射的物体本身特性有关,而不涉及外 界条件。显然,不同种类物质的发射率是各不相同的。例如, 常温下白大理石的发射率为0.95,而镀锌铁皮的发射率只有 0.23。同一物体的发射率又随温度而变化。例如,严重氧化的 铝表面在50和500°的温度下,其发射率分别是02和03
实际物体的定向发射率的变化，并不显著地影响 在半 球空间的平均值 。大量实验表明，物体的半球平均发射率 与 法向发射率 的比值对于高度磨光的金属表面约为1.20，对其 他具有光滑表面的物体约为0.95，对表面粗糙的物体约为0.98。 因此往往不考虑 的变化细节，而近似地认为大多数工程材 料也服从兰贝特定律。服从兰贝特定律的表面称为漫射表面。 物体表面的发射率取决于物质种类、表面温度和表面状况。 这说明发射率只与发射辐射的物体本身特性有关，而不涉及外 界条件。显然，不同种类物质的发射率是各不相同的。例如， 常温下白大理石的发射率为0.95，而镀锌铁皮的发射率只有 0.23。同一物体的发射率又随温度而变化。例如，严重氧化的 铝表面在50 和500 的温度下，其发射率分别是0.2和0.3。 () n () C o C o
表面状况对发射率有很大影响 表7-2常用材料表面的法向发射率 同一金属材料,高度磨光表面的发射 材料类别和表面状况 湿度℃ 法向发射率 磨光的铬 铬镍合金 52-1034 0.64-0.76 率很小,而粗糙表面和受氧化作用后 灰色、氧化的铅 具有光滑的氧化层表皮的俐板 的表面的发射率常常为磨光表面的数 氧化的钢 400-100 0.14-0).38 氧化的铁 125~525 0.78-0.82 倍。例如,在常温下无光泽黄铜的发 光的铜 磨光的黄铜 射率为022,而磨光后黄铜的发射率 无光泽的黄铜 却只有005。大部分非金属材料的发 严重氧化的铝 200-600 0.02~0.03 200-600 0.02-0.03 射率值都很高,一般在0.85-095之 红砖(粗糙表围) 间,且与表面状况(包括颜色在内)的 碳化硅涂料 1010-1400 0.82-0.92 关系不大,在缺乏资料时,可近似地 上釉的瓷件 0.93 抹灰的墙 取作0.90。表7-2列出了一些常用材料 0~400 0.95-0.97 的发射率值。表中所列数值均系法向 各种願色的浩漆 0.92-0.96 厚度大于0,1mm) 发射率Cn°如前所述,对于一般材料, 可把法向发射率近似地作为半球
表面状况对发射率有很大影响。 同一金属材料，高度磨光表面的发射 率很小，而粗糙表面和受氧化作用后 的表面的发射率常常为磨光表面的数 倍。例如，在常温下无光泽黄铜的发 射率为0.22，而磨光后黄铜的发射率 却只有0.05。大部分非金属材料的发 射率值都很高，一般在0.85—0.95之 间，且与表面状况(包括颜色在内)的 关系不大，在缺乏资料时，可近似地 取作0.90。表7-2列出了一些常用材料 的发射率值。表中所列数值均系法向 发射率 如前所述，对于一般材料， 可把法向发射率近似地作为半球 n