当前课程知识点：介质辐射传热 > 第一章 辐射传热基本概念回顾 > 第2节 热辐射基本概念 > Video
今天我们讲授第一章
作为我们这门课程的绪论
主要回顾一下大学传热学课程中
有关热辐射学习的内容
一些重要的概念和定律
并将通过我自己科研中一些经验和结果
对一些概念进行进一步的展开说明
以加深大家的理解和认识
最后是关于本门课程教学的思路和计划
这是国内非常著名的传热学的教材
今天我们先翻翻这本本科的教材
关于热辐射部分讲了什么
这也是一个回顾
可能你们中间有人
以前未完整的学习过传热学的课程
当然我相信大部分的人应该是学习过的
所以我想回顾本科阶段传热学
关于热辐射的内容
翻翻书 然后针对相关的概念
我们来给一些说明
或者用几个例子来加深概念的理解
大家看这本书里面
除了序论以外 热传导是三章
包括稳态、非稳态然后是数值计算
对流换热也是三章
包括基本理论、单相对流、相变对流换热
然后是两章热辐射
今天我们把这两章的热辐射内容翻一翻
看看里面都有些什么内容
最后是传热强化和传热应用
在传热学里边
虽然说导热、对流和辐射是三个主要部分
但是在我看来热辐射这部分
还是处于弱势的一部分
因为篇幅比较少
实际上在我看来本科辐射换热的主要内容
是关于理想表面之间的换热
像这些在本科阶段里所学的内容
基本上重点
在辐射的基本概念和定律的学习上
除了气体辐射的计算中
涉及介质辐射传热以外
本科阶段学习的辐射换热的知识
很难用于求解实际的
介质辐射传热的问题
这就是我们要上介质辐射传热课程的
一个重要的原因
回顾这两章的内容
同时引出在本科阶段辐射课程里
讲授的相关概念
我们解决什么问题
甚至说我们没有解决什么问题
然后引出我们这门课程
所要讨论的需求和一些方法
今天的课程大致就这样安排
有关热辐射的基本定律
我们大家都有一些了解
我感觉从高中的时候
就涉及到这些基本的内容
我们简要过一下
热辐射是物质的本来特性
是电磁波传递能量的现象
热辐射的电磁波
是物体内部微观粒子的热运动状态改变时
所激发出来的
通常我们是在温度较高的条件下
才考虑热辐射的作用
但是事实上只要有物体就有热辐射
只不过说这里面相对程度的大小
所以以后我们对自己要解决的问题
千万不要一开始就忽略热辐射不管
还是要考虑热辐射的影响
至于能不能忽略
得看看这个问题里面
热辐射所起的作用的大小
这是关于热辐射一些基本概念
这个是课程里面所总结出来的
热辐射、热传导和对流的差别
或者说是它们的各自的特点
第一热辐射不需要介质
真空里面也可以传递
但在真空中传递的效率最高
物体发射与吸收辐射能量的过程中
发生了电磁能与热能
这两种能量形式的转换
这是教材里面所提到的
与热对流、热传导相比
热辐射的两个比较显著的特点
张卓敏教授是美国佐治亚理工大学
机械工程系的教授
以前也是做热辐射分析的教授
但是后来的主要研究
纳米、微米尺度的传热问题
这是他在McGraw-Hill出版公司2007年出版的
《微纳尺度的传热》专著
我自己在这些年的热辐射研究过程中
深感热辐射问题的复杂性
以及研究热辐射问题的困难
为了更好的做好热辐射方向的教学工作
也为了普及现代热辐射研究方面的知识和方法
萌生了组织翻译出版
《经典热辐射译丛》四本著作的想法
卓敏教授的这本书是其中之一
其它几本书我们在后面会陆续介绍到
卓敏教授的著作中提到
辐射相对于对流和导热是有四个不同的特点
我们比较不同教材的观点的时候
实际上是有差异的
这些差异其实可以让我们从不同的角度
对相同的问题加深理解
第一个 不管有没有中间介质
热辐射都能够传递能量这是一样的
第二个 热辐射通量
不和温度的梯度成正比
意思就是说导热也好 对流也好
温度梯度越大 传导的热强度越大
这个是有正比关系的传热过程
但是辐射热通量和温度梯度不成正比
也就是说不能单纯的从两个温差之间
来判断传热强度有多高
这个是辐射和导热对流的很大的差别所在
下面这个热辐射跟波长相关
也就是说热辐射如果它很复杂的话
其实它的波长相关性是导致热辐射
变得复杂的一个非常重要的因素
这个我们在后面的课程里面
会进行讲解和说明
当然还有温度
其实温度的影响
对辐射和对流和导热也是相似的
不能算是一个完全不同的特点
第四 辐射的换热和方位方向有关系
方位和方向在本科的辐射传递课程里面
的角系数的计算里面也能够体会到
如果算过两个表面之间的换热
那么就会知道方向和方位
包括它的距离对于热辐射影响是显著的
总的说来
热辐射的复杂性取决于波长、温度、方向
以及方位这所有的因素
这些因素都可以影响到辐射传递过程
那么相对来说导热和对流更多的时候
是在一个相对于温度梯度的方向上考虑的
其实这个方向就比较简单
它的影响因素没有那么多
因此这么多的影响因素
导致热辐射的分析问题
比导热、对流要复杂很多
所以说热物理领域做传热的同行
和我们有的时候会讨论到一些问题
导热、对流、辐射做什么好呢
太难的就不做 先做好做的
所以最后做辐射的人就少了
对流、导热好像很容易开展工作
而且做的人也很多
每年中国工程热物理学会
传热学年会的规模是越来越大
文章是越来越多
2016年的年会在北京会议中心举办
参加的人数超过1000人
是一个大型的学术会议
但是在这三个部分的研究论文的比例
热辐射可能只占五分之一
六分之一 甚至七分之一
但是肯定不到三分之一
-第1节 热辐射的重要性
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-第2节 热辐射基本概念
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-第3节 表面对辐射的作用
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-第4节 表面双向反射分布函数及偏离镜向反射峰值现象
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-第5节 黑体
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-第6节 几个重要的基础辐射定律
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-第7节 辐射强度概念及兰贝特定律
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-第8节 发射率（黑度）及其检测举例
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-第9节 吸收率及灰体概念
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-第10节 温室效应及大气辐射
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-第11节 气体辐射换热基本概念及挑战
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-第12节 本课程教学思路及教材
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-第1节 辐射传递系统、辐射介质及辐射强度
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-第2节 辐射吸收和散射方程
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-第3节 辐射发射和散射的增强作用方程
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-第4节 一般辐射传递方程
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-第5节 几种简化条件下的辐射传递方程
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-第6节 辐射传递方程的边界条件及RTE小结
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-第7节 入射辐射、辐射热通量及辐射热源
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-第8节 热流体能量守恒方程及本章小结
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-第二章 辐射传递方程的建立和推导--第二章习题
-第1节 一维系统辐射传递分析的意义及一维平行平板介质
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-第2节 一维辐射传递方程一般形式
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-第3节 一维辐射传递方程简化形式
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-第4节 边界为黑体表面的非散射平板介质精确解
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-第5节 辐射平衡灰性非散射平板介质精确解
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-第6节 平板间介质辐射热通量及其散度计算一例
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-第7节 灰性漫射边界非散射平板介质精确解
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-第8节 几种散射平板介质精确解
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-第三章习题--作业
-第1节 光学薄近似概念
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-第2节 几种特殊的光学薄近似
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-第3节 光学薄介质辐射传递分析一例
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-第4节 光学薄近似解
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-第5节 光学厚近似的定义
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-第6节 光学厚近似的分析
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-第7节 光学厚近似解
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-第8节 本章小结
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-第四章 光学薄、光学厚概念及其近似解--第四章习题
-第1节 一般近似解的意义
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-第2节 舒斯特-史瓦西近似解
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-第3节 米尔恩-爱丁顿近似解
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-第4节 指数核近似解
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-第5节 本章小结
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-第五章 一维系统辐射传递一般近似解--第五章习题
-第一节 DOM法的概念和发展
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-第二节 DOM的基本原理
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-第三节 离散方向的选择
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-第四节 一维系统DOM求解
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-第五节 多维系统DOM法求解
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-第六节 FVM对DOM法的发展
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-第六章 辐射传递分析的离散坐标法（DOM）--第六章习题
-第一节 蒙特卡罗法的概念及其起源
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-第二节 浦丰（Buffon）问题
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-第三节 随机投点法与期望估计法
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-第四节 逆变换法：以介质吸收为例说明
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-第五节 辐射分析的蒙特卡罗法思路
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-第六节 辐射分析的蒙特卡罗法实施方法
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-第七节 蒙特卡罗法一例：READ法
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-第七章习题--作业
-第一节 为什么要做高温燃烧热辐射检测？
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-第二节 高像素辐射成像分析面临的挑战
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-第三节 二维系统辐射成像计算
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-第四节 辐射成像的快速计算方法
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-第五节 辐射成像快速算法的验证
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-第六节 漫散射边界处理及DRESOR法提出
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-第七节 DRESOR法主要研究进展
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-第八节 习题--作业
-第一节 气体辐射特性概述
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-第二节 气体辐射的物理机制
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-第三节 独立谱线的辐射计算
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-第四节 气体辐射特性数据库
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-第五节 气体辐射光谱模型概述
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-第六节 埃尔萨瑟窄带模型
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-第七节 统计窄谱带（SNB）模型
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-第八节 宽带模型
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-第九节 整体模型
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-第九章 气体辐射特性及其光谱模型--第九章习题
-第一节 粒子散射基本概念
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-第二节 粒子散射的定量描述
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-第三节 瑞利散射
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-第四节 球形粒子的米散射理论
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-第五节 大粒子辐射特性
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-第六节 粒子系辐射特性
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-第十章习题--作业
-第一节 从路面蜃景谈起
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-第二节 粗糙面大角度反射实验观察
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-第三节 表面的发射和吸收特性的描述
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-第四节 表面的反射特性的描述
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-第五节 表面辐射特性的理论分析
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-第六节 金属和非金属表面的辐射特性
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-第十一章习题--作业
-第一节 从“海市蜃楼”上蜃景谈起
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-第二节 梯度折射率介质辐射传递基本原理
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-第三节 梯度折射率介质辐射传递分析方法
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-第四节 梯度折射率介质辐射传递的DRESOR法
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-第五节 激光干涉法梯度折射率检测
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-第六节 瞬态辐射传递的时间漂移叠加法
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-第七节 瞬态辐射传递的DRESOR法
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-第十二章习题--作业
-第一节 燃烧学基本科学问题
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-第二节 热辐射对燃烧温度分布的影响
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-第三节 介质非灰性辐射模型的影响
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-第四节 湍流-辐射耦合作用（TRI）
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-第五节 燃烧反应放热的辐射传输机制
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-第六节 辐射传热对煤粉射流着火稳燃的作用
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-第十三章习题--作业
-第一节 因果律及正问题
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-第二节 反问题及辐射反问题
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-第三节 基于线性规划的二维温度场重建
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-第四节 分布参数反演的Tikhonov正则化方法
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-第五节 基于正则化的三维温度场重建
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-第六节 提高重建能力的虚拟像素法
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-第七节 温度场和辐射参数同时重建
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-第十四章习题--作业
