北京化工大学化工原理电子课件 4.5热辐射 4.5.1基本概念 4.5.2物体的辐射能力 4.5.3两固体间的相互辐射 4.5.4高温设备及管道的热损失 返
返回 北京化工大学化工原理电子课件 1 4.5 热辐射 4.5.1 基本概念 4.5.2 物体的辐射能力 4.5.3 两固体间的相互辐射 4.5.4 高温设备及管道的热损失
北京化工大学化工原理电子课件 4.5.1基本概念 1.辐射:物体通过电磁波来传递能量的过程 2.热辐射:物体由于热的原因以电磁波的形式向 外发射能量的过程。 特点: 能量传递的同时还伴随着能量形式的转换; 不需要任何介质。 返
返回 北京化工大学化工原理电子课件 2 4.5.1 基本概念 1. 辐射：物体通过电磁波来传递能量的过程。 2. 热辐射：物体由于热的原因以电磁波的形式向 外发射能量的过程。 特点： • 能量传递的同时还伴随着能量形式的转换； • 不需要任何介质
北京化工大学化工原理电子课件 3.热辐射对物体的作用 总能量Q;被物体吸收QA;被反射QR;穿过物体Qυ 能量守恒定律: N R Q=QA +2R D 式中9A QA—吸收率; R 反射率; QA D 穿透率。 A+R+D=1 3口 返
返回 北京化工大学化工原理电子课件 3 QR QD QA N Q 能量守恒定律： Q = QA +QR +QD 式中 ——吸收率； ——反射率； ——穿透率。 A Q Q = A R Q Q = R D Q Q = D A+R+ D =1 3. 热辐射对物体的作用 总能量Q；被物体吸收QA ；被反射QR ；穿过物体QD
北京化工大学化工原理电子课件 ARD=f物体性质、温度、表面、辐射波长) 固体、液体:D=0R+A=1 气体 R=0A+D=1 黑体:A=1 白体(镜体):R=1 透热体:D=1 灰体:指能以相同的吸收率吸收所有波长 的辐射能的物体 返
返回 北京化工大学化工原理电子课件 4 黑体： A =1 白体（镜体）： R =1 透热体： D =1 A,R,D = f(物体性质、温度、表面、辐射波长） 灰体：指能以相同的吸收率吸收所有波长 的辐射能的物体。 固体、液体： D=0 R+A=1 气体： R=0 A+D=1
北京化工大学化工原理电子课件 4.5.2物体的辐射能力 物体在一定温度下,单位表面积,单位时间内所发 射的全部辐射能(波长从0到∞),W/m2。 物体的单色辐射能力:物体在一定温度下,发射某 种波长的能力;以E表示,单位Wm3 辐射能与单色辐射能的关系:E=E,d 0 Co/NT 普朗克定律 e 5 返
返回 北京化工大学化工原理电子课件 5 4.5.2 物体的辐射能力 物体在一定温度下，单位表面积，单位时间内所发 射的全部辐射能（波长从0到），W/m2 。 物体的单色辐射能力：物体在一定温度下，发射某 种波长的能力；以E表示，单位W/m3 。 辐射能与单色辐射能的关系： E E d = 0 1 / 5 1 0 2 − = − c T e c E 普朗克定律
北京化工大学化工原理电子课件 其中c1=3743×106Wm2 C2=1.4387×10-mK 黑体 T E6=[E0d=oT4=C()4 100 斯蒂芬-波尔茨曼定律 式中σ—黑体辐射常数,=567×108W(m2K4); C—黑体辐射系数,=5.67W(m2K4) 四次方定律表明,热辐射对温度特别敏感。 返
返回 北京化工大学化工原理电子课件 6 1.4387 10 m K 3.743 10 W m 2 2 16 2 1 = = − − c 其中c 式中 0──黑体辐射常数，=5.67× 10-8W/(m2 .K4 )； C0──黑体辐射系数，=5.67W/(m2 .K4 ) 斯蒂芬-波尔茨曼定律 一、黑体 4 0 4 0 0 0 ) 100 ( T E = E d = o T = C 四次方定律表明，热辐射对温度特别敏感
北京化工大学化工原理电子课件 、实际物体 E 物体的黑度:E E<1 E 物体的黑度ε:物体的种类、表面温度、表面状况、 波长。是物体辐射能力接近黑体辐射能力的程度。 、灰体 4 T T E=cEo=a 0 100 式中C—灰体的辐射系数,C=5669W(m2K4) 返
返回 北京化工大学化工原理电子课件 7 二、 实际物体 物体的黑度： E 0 E = <1 物体的黑度：物体的种类、表面温度、表面状况、 波长。是物体辐射能力接近黑体辐射能力的程度。 式中 C——灰体的辐射系数，C=5.669W/(m2 .K4 ) 4 4 0 0 100 100 = = = T C T E E C 三、灰体
北京化工大学化工原理电子课件 四、克希霍夫定律 对灰体:Q=E1-41E0 热交换达到平衡时T1=T2Q=0 (1-AE 0 E1=AEO E A,E E 0 E 灰体黑体任意物体 0 T>T 克希霍夫定律 返
返回 北京化工大学化工原理电子课件 8 四、克希霍夫定律 T1 > T2 A1 A2=1 对灰体: Q = E1 − A1 E0 热交换达到平衡时 T1=T2 ,Q=0 E1 = A1 E0 0 1 1 E A E = 任意物体: E0 A E = E1 E0 （1-A1）E0 A1E0 Ⅰ 灰体 Ⅱ 黑体 克希霍夫定律
北京化工大学化工原理电子课件 结论: (1)任何物体的发射能力与吸收率的比值均 相同,且等于同温度下绝对黑体的发射能力。 物体的发射能力越强,其吸收率越大。 (2)A=8 即同温度下,物体的吸收率与黑度在数值 上相等 (3)A<1,E<E0,即在任何温度下, 各种物体中以绝对黑体的发射能力为最大。 返
返回 北京化工大学化工原理电子课件 9 结论： （1）任何物体的发射能力与吸收率的比值均 相同，且等于同温度下绝对黑体的发射能力。 物体的发射能力越强，其吸收率越大。 （2）A= 即同温度下，物体的吸收率与黑度在数值 上相等。 （３）Ａ＜１，Ｅ＜Ｅ０，即在任何温度下， 各种物体中以绝对黑体的发射能力为最大
北京化工大学化工原理电子课件 4.5.3两固体间的相互辐射 两无限大平行灰体壁面间的相互辐射 E (1 (、a1-Ax1-迟 (1-A1)(1-A2)2E1 E ( 两平行灰体间的相互辐射 10 返
返回 北京化工大学化工原理电子课件 10 一、两无限大平行灰体壁面间的相互辐射 4.5.3 两固体间的相互辐射