当前课程知识点：传热学 > 第八章 > 8.2实际物体辐射特性 > Video
同学们 大家好
上一个知识点我们讲到了
黑体的辐射特性和黑体的辐射定律
这一个知识点我们来共同学习
实际物体的辐射特性
同温度下黑体发射热辐射的能力
最强
真实物体表面的发射能力
低于同温度下的黑体
用发射率来表征
实际物体的辐射力与同温度下
黑体辐射力的比值
如若已知实际物体的发射率的
实际物体的辐射力
应用四次方定律加以求得
其中C0=5.67
而上述公式
只是针对方向和光谱平均的情况
但实际上真实表面的发射能力
是随方向和波长而发生变化的
对于这种情况需要引入实际物体
光谱辐射力的概念
实际物体光谱辐射率
小于同温度下黑体
同一波长下的光谱辐射率
同样用光谱发射率
ε(λ)来表示
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
对所有波长范围内光谱辐射率
进行积分
可以得到实际物体发射率
与光谱发射率的关系
黑体辐射在空间上的分布
符合兰贝特定律
但是实际物体的辐射
在空间上的分布
并不完全符合兰贝特定律
同样用定向发射率
来表征实际物体的定向辐射强度
与黑体的定向辐射强度的比值
在半球空间内对定向辐射强度
进行积分
可以得到发射率
与定向辐射强度之间的关系
对应于黑体的辐射率Eb
光谱辐射率Ebλ
和定向辐射强度Ib
分别引入了三个修正系数
即发射率、光谱发射率、定向发射率
来表征实际物体的辐射特性
实际物体的辐射率
与黑体的辐射率之比
实际物体的光辐辐射率
与黑体的光谱辐射率之比
以及实际物体的定向辐射强度
与黑体的定向辐射强度之比
可以分别用相应的公式来加以表示
当外界的辐射投入到物体表面时
该物体对投入辐射能吸收情况
又是如何呢
为了了解这个问题
首先来简单介绍几个概念
第一，投入辐射是指单位时间内
从外界投射到物体
单位表面积上的总辐射能
第二，选择性吸收
是指投入辐射本身具有的光谱特性
因此实际物体
对投入辐射的吸收能力
也根据其波长的不同而发生变化
这叫选择性吸收
第三，吸收比
是指物体对投入辐射
所吸收的百分数
通常用α进行表示
表征吸收的能量与投注能量之比
而光谱吸收比
是指物体
对某一特定波长的辐射能
所吸收的百分比也叫单色吸收比
光谱吸收比随波长的变化
体现了
实际物体的选择性吸收的特性
物质的光谱吸收比与波长有关
下图分别给出了
室温下几种材料光谱吸收比
同波长的关系
光谱吸收比与波长无关的物体
称之为灰体
此时不管投入的辐射分布如何
吸收比α均是同一个常数
在学习了发射辐射
和吸收辐射的特性之后
那我们来看一下两者之间的关系
1859年基尔霍夫用热力学方法
回答了这个问题
从而提出了基尔霍夫定律
基尔霍夫定律
是用两块无限大的平板间的
热力学平衡方法进行的推导
下图中板一是黑体
板二是任意的物体
参数分别为Eb、 T1以及α和T2
则当系统处于热平衡时
q=0
即吸收比与黑体辐射强度的比值
等于实际物体的发射率
此时吸收率与发射率相等
基尔霍夫定律说明
在热力学平衡状态下
物体的吸收率等于它的发射率
但该式具有如下的一些限制
整个系统应该处于热平衡的状态
如物体的吸收率与发射率
与温度有关
则二者只能处于同一温度下
它的值才能够相等
投射辐射源必须是同温度下的黑体
为了将基尔霍夫定律
推向实际的工程应用
人们考察推导了多种适用形式
形成了该定律不同层次上的表达式
见下表所示
表中漫射表面是指
发射或反射的定向辐射强度
与空间方向无关
既符合兰贝特定律的物体表面
灰体发射和吸收辐射
与黒体在形式上完全一样
只是减少了一个相同的比例
好的这个知识点我们就讲解到这里
谢谢大家
-1.1传热学的研究内容及其应用
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-1.2热量传递的三种基本方式
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-第一章--1.2热量传递的三种基本方式
-1.3传热过程与传热热阻
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-第一章--1.3传热过程与传热热阻
-2.1导热基本定律
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-2.2热导率的概念
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-第二章--2.2热导率的概念
-2.3导热微分方程
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-第二章--2.3导热微分方程
-2.4导热微分方程单值条件
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-第二章--2.4导热微分方程单值条件
-2.5平板稳态导热问题
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-第二章--2.5平板稳态导热问题
-2.6圆筒壁的稳态导热问题
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-第二章--2.6圆筒壁的稳态导热问题
-2.7球壳稳态导热
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-第二章--2.7球壳稳态导热
-3.1集总参数法-I
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-3.2集总参数法-II
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-第三章--3.2集总参数法-II
-4.1稳态导热解-I
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-4.2稳态导热解-II
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-4.3非稳态导热解
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-第四章--4.3非稳态导热解
-5.1对流传热概说
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-第五章--5.1对流传热概说
-5.2对流传热问题的数学描写
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-第五章--5.2对流传热问题的数学描写
-5.3.1流动边界层与热边界层
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-第五章--5.3.1流动边界层与热边界层
-5.3.2二维稳态边界层型对流传热问题的数学描述
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-第五章--5.3.2二维稳态边界层型对流传热问题的数学描述
-6.1相似原理
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-6.2量纲分析及相似原理的应用
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-第六章--6.2量纲分析及相似原理的应用
-6.3.1管槽内强制对流流动和换热的特点
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-第六章--6.3.1管槽内强制对流流动和换热的特点
-6.3.2管槽内湍流强制对流换热实验关联式
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-第六章--6.3.2管槽内湍流强制对流换热实验关联式
-6.3.3管槽内层流与过渡流动强制对流换热实验关联式
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-6.4外部流动强制对流换热实验关联式
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-第六章--6.4外部流动强制对流换热实验关联式
-6.5.1大空间与有限空间自然对流传热
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-第六章--6.5.1大空间与有限空间自然对流传热
-6.5.2大空间与有限空间自然对流传热的实验关联式
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-6.6射流冲击传热的实验关联式
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-第六章--6.6射流冲击传热的实验关联式
-7.1凝结换热及影响因素-I
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-第七章--7.1凝结换热及影响因素-I
-7.2沸腾换热及影响因素-II
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-第七章--7.2沸腾换热及影响因素-II
-8.1热辐射基本定律
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-第八章--8.1热辐射基本定律
-8.2实际物体辐射特性
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-第八章--8.2实际物体辐射特性
-9.1-角系数
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-第九章--9.1-角系数
-9.2-多表面间的辐射热量-净热量法
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-第九章--9.2-多表面间的辐射热量-净热量法
-9.3多表面间的辐射热量-网络图法-
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-第九章--9.3多表面间的辐射热量-网络图法-
-10.1换热器的类型
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-第十章--10.1换热器的类型
-10.2换热器对数平均温差的计算
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-第十章--10.2换热器对数平均温差的计算
-10.3换热器的热计算：1平均温差法
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-10.4换热器的热计算：2效能-传热单元数法
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