4.5热辐射 女低架体界民我作时于高+香余新倒隆税质杂物纹极的维品不又否 断吸收来自外界 物体的辐射能。 物体与外界就产 里的 中传热方式成为热 同点因此 质作媒介，这是区别于热传导、对流的主要不 4.5.1基本概念 辐射：物体通过电磁波来传递能量的过程。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。电磁波的波长范围极广，从理论上说，固体可同时发射波长从0到的各种电磁波。 但能被物体吸收而转变为热能的辐射能主要为可见光(0.38~0.76um)和红外线(0.76~100μm)两 复射和可 部分。 从光的无辐 表面上 也会 发射利 透过 但热射 代的大多数固体和液体。 如图所 ，假设外界投射到物体表面上的总能量 品技。茶金资备a 部分被 N 0=2+0+0。 或 -吸收率，用a表示： 一反射率，用r表示： 一穿透率，用d表示 吸收率、反射幸和透过率的大小取决于物体的性质、温度、表面状况和辐射线的波长等，一般 来说，表面粗糙的物体吸收率大。 对于固体和液体不允许热辐射透过，即d=0: 而气体对热辐射几乎无反射能力，即r=0: 黑体：能全部吸收辐射能的物体。即a=1 黑体 是一种理想化物体，实际物体只能或多或少地接近黑体，但没有绝对的黑体，如没有光泽 的黑漆表面， 引入黑体的概念是理论研究的需要。 大速的夹标依电职能成多成地作，来赛得 =0,9 0,98 为r 透热体：能透过全部辐射能的物体。即d 船来说 单顶子和由称型子均成的与休加山 N和H,等 可视为透热体。而多 原子气体和不对称的双原子气体则只能有选择地吸收和发射某些波段范围的辐射能。 灰体：指能够以相同的吸收率吸收所有波长的辐射能的物体。 工业上遇到的多数物体，能部分吸收所有波长的辐射能，但吸收率相差不多，可近似视为灰体。 45发能 发全射能（波长从0到，称为该 能 斯蒂芬波尔天曼定律。黑体的辐射能力与其表面的绝对温度的四次方成正比。 1 4.5 热辐射 任何物体，只要其绝对温度大于零度，都会不停地以电磁波的形式向外辐射能量；同时，又不 断吸收来自外界其他物体的辐射能。当物体向外界辐射的能量与其从外界吸收的辐射能不等时，该 物体与外界就产生热量的传递，这种传热方式成为热辐射。 此外，辐射能可以在真空中传播，不需要任何物质作媒介，这是区别于热传导、对流的主要不 同点。因此，辐射传热的规律也不同于对流传热和导热。 4.5.1 基本概念 辐射：物体通过电磁波来传递能量的过程。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。电磁波的波长范围极广，从理论上说，固体可同时发射波长从 0 到的各种电磁波。 但能被物体吸收而转变为热能的辐射能主要为可见光（0.38～0.76m）和红外线（0.76～100m）两 部分。 热辐射和可见光的光辐射一样，当来自外界的辐射能投射到物体表面上，也会发生吸收、发射和 穿透现象，服从光的反射和折射定律，在均一介质中作直线传播，在真空和大多数气体中可以完全 透过，但热射线不能透过工业上常见的大多数固体和液体。 如图所示，假设外界投射到物体表面上的总能量 Q，其中一部分进入表面后被物体吸收 Qa，一部分被 物体反射 Qr，其余部分穿透物体 Qd。按能量守恒定律： Q = Qa + Qr + Qd 或 Q Q Q Q Q Q a r d + + = 1 式中 Q Q a ——吸收率，用 a 表示； Q Q r ——反射率，用 r 表示； Q Q d ——穿透率，用 d 表示。 a+r +d =1 吸收率、反射率和透过率的大小取决于物体的性质、温度、表面状况和辐射线的波长等，一般 来说，表面粗糙的物体吸收率大。 对于固体和液体不允许热辐射透过，即 d = 0 ； 而气体对热辐射几乎无反射能力，即 r = 0 ； 黑体：能全部吸收辐射能的物体。即 a = 1 黑体是一种理想化物体，实际物体只能或多或少地接近黑体，但没有绝对的黑体，如没有光泽 的黑漆表面，其吸收率为 a = 0.96 ~ 0.98 。引入黑体的概念是理论研究的需要。 白体：能全部反射辐射能的物体。即 r =1 实际上白体也是不存在的，实际物体也只能或多或少地接近白体，如表面磨光的铜，其反射率 为 r = 0.97。 透热体：能透过全部辐射能的物体。即 d =1 一般来说，单原子和由对称双原子构成的气体，如 He、O2、N2 和 H2 等，可视为透热体。而多 原子气体和不对称的双原子气体则只能有选择地吸收和发射某些波段范围的辐射能。 灰体：指能够以相同的吸收率吸收所有波长的辐射能的物体。 工业上遇到的多数物体，能部分吸收所有波长的辐射能，但吸收率相差不多，可近似视为灰体。 4.5.2 发射能力和辐射基本定律 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），称为该 物体在该温度下的发射能力，以 E 表示，单位 W/m2。 1. 黑体的发射能力 斯蒂芬-波尔茨曼定律：黑体的辐射能力与其表面的绝对温度的四次方成正比。 4 Eb = 0T