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式中E。一黑体的辐射能力,wm2: 00 -黑体辐射常数,其值为567×10-8w1(m2K): f.Cim 式中C。 -黑体辐射系数,其值为567W1(m2K4): 斯蒂芬波尔茨曼定律表明黑体的辐射能力与其表面的绝对温度的四次方成正比,也称为四次方 定律。显然热辐射与对流和传导遵循完全不同的规律。斯蒂芬波尔茨曼定律表明辐射传热对温度异 常敏感,低温时热辐射往往可以忽略,而高温时则成为主要的传热方式。 2.实际物体的发射能力 由于黑体是一种理想化的物体,在工程上要确定实际物体的辐射能力。 温度下,实际物体的辐射能力恒小于同温度下黑体的辐射能力。不同物体的辐射能力也 有较大的差别。引入物体的黑度: 物体的黑度ε表示为实际物体的辐射能力与黑体的辐射能力之比。由于实际物体的辐射能力小于 同温度下黑体的辐射能力,黑度表示实际物体接近黑体的程度:1 物体的黑 影响因素: 物体的种类、表面品 表面状况(如粗糙度 面氧化程度等 。物体的黑度是物体的一种性质,只与物体本身的情祝有关,与外界因素无关,其值可用实验 见书表中某些工业材料的黑度ε值 从表中可看出,不同的材料黑度ε值差异较大。氧化表面的 材产花大发器数工程材料,在长06一20范围内的射 的材 能,其吸收率随波长变化不大,可把这些物体视为灰体。 灰体的辐射能力: 含时C9立蓝生选C小好品 克希霍夫定律表明了物体的发射能力和吸收率之间的关系。 如图所示,设有两块很大,且相距很近的平行平板 两板间为 透热体,一板为黑体, 一板为透过率为0的灰体。现以单位表面积、 单位时间为基准,讨论两物体间的热量平衡。设灰体的吸收率、辐 射能力及表面的热力学温度为a1、E1、T:黑体的吸收率、辐射能 力及表面的热力学温度为面、Eo、T0:且T>T0。 灰体I所发射的能量E!投射到黑体Ⅱ上被全部吸收:黑体Ⅱ 所发射的能量Eo投射到灰体上只能被部分吸收,即aEo的能量被 吸收, 真余部 E(1- E,吸收的能量为之交 以灰体为例,发射的能量为 当两平壁间的热交换达到平衡时,温度相等T=T,且灰体1所发射的辐射能与其吸收的能量必 然相等,即E1=aEo或互=E。 把上面这一结论推广到任一平壁,得: E=EL=E0 一克希霍夫定律 aa2 式中 Eb ──黑体的辐射能力,W/m2 ;  0 ──黑体辐射常数,其值为 567 10 8 .   − W / (m K ) 2 4 ; T ──黑体表面的绝对温度,K。 为了方便,通常将上式表示为: E C T b =      0  4 100 式中 C0 ──黑体辐射系数,其值为 5.67W / (m K ) 2 4  ; 斯蒂芬-波尔茨曼定律表明黑体的辐射能力与其表面的绝对温度的四次方成正比,也称为四次方 定律。显然热辐射与对流和传导遵循完全不同的规律。斯蒂芬-波尔茨曼定律表明辐射传热对温度异 常敏感,低温时热辐射往往可以忽略,而高温时则成为主要的传热方式。 2. 实际物体的发射能力 由于黑体是一种理想化的物体,在工程上要确定实际物体的辐射能力。 在同一温度下,实际物体的辐射能力恒小于同温度下黑体的辐射能力。不同物体的辐射能力也 有较大的差别。引入物体的黑度: E 0 E  = 物体的黑度表示为实际物体的辐射能力与黑体的辐射能力之比。由于实际物体的辐射能力小于 同温度下黑体的辐射能力,黑度表示实际物体接近黑体的程度,<1。 物体的黑度的影响因素:物体的种类、表面温度、表面状况(如粗糙度、表面氧化程度等)、 波长。物体的黑度是物体的一种性质,只与物体本身的情况有关,与外界因素无关,其值可用实验 测定。 见书表中某些工业材料的黑度值,从表中可看出,不同的材料黑度值差异较大。氧化表面的 材料比磨光表面的材料值大,说明其辐射能力也大。 为了简化工程计算,引入灰体的概念。但由于多数工程材料,在波长 0.76~20m 范围内的辐射 能,其吸收率随波长变化不大,可把这些物体视为灰体。 灰体的辐射能力: 4 4 0 0 100 100        =      = = T C T E E C 式中C——灰体的辐射系数,C=5.669W/(m2 .K4 );C=f(物质性质,温度,表面情况),C 总小于同温 度下的 C0。 3. 克希霍夫定律 克希霍夫定律表明了物体的发射能力和吸收率之间的关系。 如图所示,设有两块很大,且相距很近的平行平板,两板间为 透热体,一板为黑体,一板为透过率为 0 的灰体。现以单位表面积、 单位时间为基准,讨论两物体间的热量平衡。设灰体的吸收率、辐 射能力及表面的热力学温度为 a1、E1、T1;黑体的吸收率、辐射能 力及表面的热力学温度为 a0、E0、T0;且 T1>T0。 灰体 I 所发射的能量 E1 投射到黑体 II 上被全部吸收;黑体 II 所发射的能量 E0 投射到灰体 I 上只能被部分吸收,即 a1E0 的能量被 吸收,其余部分(1-a1E0)被反射回黑体后被黑体 II 吸收。 因此,两平板间热交换的结果,以灰体 I 为例,发射的能量为 E1,吸收的能量为 a1E0,两者的差为: Q = E1 − a1E0 当两平壁间的热交换达到平衡时,温度相等 T1=T0,且灰体 I 所发射的辐射能与其吸收的能量必 然相等,即 E1=a1E0 或 0 1 1 E a E = 。 把上面这一结论推广到任一平壁,得: 0 1 1 E a E a E = = ——克希霍夫定律
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