(12.2.1)--2热辐射的基本定律.pdf

第第12章章 辐射换热辐射换热第十二章 辐射换热Radiation heat transfer第第12章章 辐射换热辐射换热第二节第二节热辐射的基本定律Laws of thermal radiation 第第12章章 辐射换热辐射换热热辐射的基本定律黑体辐射的基本定律实际物体的辐射特性灰体、基尔霍夫定律第第12章章 辐射换热辐射换热普朗克（Planck）定律eECCT1/b152C1=3.74310-16Wm2;C2=1.43910-2mK。（1）温度愈高，同一波长下的光谱辐射力愈大；（2）在一定的温度下，黑体的光谱辐射力在某一波长下具有最大值；（3）随着温度的升高，Eb取得最大值的波长max愈来愈小，即在坐标中的位置向短波方向移动。第第12章章 辐射换热辐射换热维恩（Wien）定律在温度不变的情况下，由普朗克表达式求极值：T2.8976 102.9 10m Kmax33可以确定任一温度下黑体的光谱辐射力取得最大值的波长第第12章章 辐射换热辐射换热斯忒藩-玻耳兹曼（Stefan-Boltzmann）定律ETb4（四次方定律）=5.6710-8W/(m2K4)，称为斯忒藩-玻耳兹曼常量(数)，又称为黑体辐射常数。兰贝特（Lambert）定律兰贝特定律：黑体的辐射强度与方向无关，半球空间各方向上的辐射强度都相等。第第12章章 辐射换热辐射换热兰贝特（Lambert）定律漫发射体：空间各个方向上辐射强度都相等的物体。LL常数根据定向辐射力与辐射强度的关系：En为表面法线方向的定向辐射力。兰贝特定律也称为余弦定律。辐射力与辐射强度的关系：ELcos d2 LLdsin cos d002/2ELcosLEncoscos第第12章章 辐射换热辐射换热实际物体的辐射特性实际物体的光谱辐射力 E随波长和温度的变化是不规则的，与黑体的 Eb有区别相同条件下：E Eb第第12章章 辐射换热辐射换热黑度（Blackness）实际物体的光谱发射率（或光谱黑度）：实际物体的发射率（黑度）：第第12章章 辐射换热辐射换热黑度等于曲线下的面积与曲线下的面积之比实际物体发射率数值大小取决于材料的种类、温度和表面状况，通常由实验测定。实际物体的辐射力：第第12章章 辐射换热辐射换热实际物体的吸收特性物体的吸收具有选择性：实际物体的光谱吸收率随波长变化实际物体的吸收率不仅取决于物体本身材料的种类、温度及表面性质，还与投入辐射的波长分布有关第第12章章 辐射换热辐射换热灰体（Gray surface）灰体：假设其光谱发射率（或光谱黑度）和光谱吸收率与波长无关自然界中不存在灰体，它是一种假想的物体实际物体在红外波长范围内可近似看作灰体（在工业高温条件下，多数材料热辐射处于红外范围）对于灰体：第第12章章 辐射换热辐射换热基尔霍夫定律（Kirchhoffs law）揭示了物体发射辐射的能力与吸收辐射的能力之间的关系：对于漫辐射表面：对于灰表面：对于漫灰表面：基尔霍夫定律说明：发射辐射能的能力愈强的物体，其吸收辐射能的能力也愈强对于黑体：黑体具有最大的辐射能力和吸收能力第第12章章 辐射换热辐射换热本节小结普朗克定律维恩定律斯忒藩-玻耳兹曼定律兰贝特定律实际物体的辐射特性基尔霍夫定律