新大《传热学》习题及解答第8章 热辐射基本定律和辐射特性.docx

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1、第8章热辐射基本定律和辐射特性（题解）【习题8-3】把太阳表面近似地看成是T = 5800K的黑体，试确定太阳发出的 辐射能中可见光所占的百分数。解：4丁 = 0.38x5800= 2204111 K , 22T = 0.76x5800 = 4408pm K（0-2.） = 10-19%，%= 55.04%与am）=乙（M） 一 勺。M） = 55.04%-10.19% =44.85%【习题8-4】一炉膛内火焰的平均温度为1500K,炉墙上有一看火孔。试计算 当看火孔打开时从孔（单位面积）向外辐射的功率。该辐射能中波长为2jim的 光谱辐射力是多少？哪一种波长下的能量最多？解：小孔辐射看成黑体

2、辐射：Eb =aT4=5.67x10-8 x15004 = 2.87x105 W/m2对4 = 2pm的辐射:= 9.744xlO10 W/m3c/t 3.7419xl()T6 x(2x10-615。2/() _ 1.4388xl()-2/(2xl()-6xl500)_ j最大辐射能对应波长4：4,X = 2 9x10-3,丸=2.9xl0-3/T = 2.9xl0-3/1500=L933xl(T6m【习题8-61一人工黑体腔上的辐射小孔是一个直径为20mm的圆。辐射力 心=3.72x105 W/m2。一个辐射热流计置于该黑体小孔的正前方I = 0.5m处， 该热流计吸收热量的面积为1.6xl

3、（r5m2。问该热流计所得到的黑体投入辐射是 多少？解:= 3.1416xl0-4m2L6xl0 50.52=6.4xl0-5srd0)=/(e)(L4dQ =3.72 xlO53.1416x 3.1416乂10一4x 6.4x10-5= 2.38x10【习题8-17】一漫射表面在某一温度下的光谱辐射强度与波长的关系可以近似 地用附图表示，试：（1）计算此时的辐射力；（2）计算此时法线方向的定向辐射强度，及与法向成60。角处的定向辐射强度。 .000解：（1） = （10uuf 15uin20um=f E.d2+ E.d2+ | E.dAJ5|ini JlOgm 4 Jl511m A= 50x

4、（10-5）+150x（15-10）+50x（20-15）= 1250W/m2（2）对漫射表面，空间各个方向均匀辐射。 同黑体表面一样，定向辐射强度为常数：12503.1416= 398W/（m2sr）r EI = = const, 7T【习题8-20 一小块温度1=400K漫射表面悬挂在温度=2000K的炉子 3J中。炉子表面是漫灰的，且发射率为0.25。悬挂表面的光谱发射率如附图所示, 试确定该表面的发射率及对炉墙表面发出的辐射能的吸收比。 _ Jo 吗dX _ Jo %与（U /Or: 03 A/pm0.7叫.5Eb EbEbp3jmfco|0.7.E,d2+ | 0.5-EhMJlpm

5、J311m=瓦f EhM EhM=0.7”+0.5/加EbEb=07工（一）十 05（一）对悬挂表面：既心=既（。乜）一芯（。_友）=0.213%-0.0128% = 0.2%居） = 1-居（。-4）=1-0.213% = 99.79% = 0.7 招（4%） + 05 居优一8）= 0.7 x 0.2%+ 0.5x99.79%= 0.5004G8A oof 3um.，co.J。同浮 八.7出皿 h54皿a =1E；EbElEl=07耳（4-%） +。5耳优.8）探头由对炉子表面：叫4%)=以。-/=73.78%-6.67%= 67.11%用(9)=1-工(。9)=I- 73.78% = 2

6、6.22%a= 0.7 耍)+。与耍)=0.7x67.11%+ 0.5 x 26.22%= 0.6009【习题8-22】一直径为20mm的热流计探头，用以测定一微小表面积4的辐 射热流，该表面的温度为n=1000K。环境温度很低，因而对探头的影响可以不计。因某些原因，探头只能安置在与&表面法线成45。处，距离/ = 0.5m (见附 图)。探头测得的热量为1.815x10-3w。表面&是漫射的，而探头表面的吸收比 可近似地取为1。试确定4的发射率。%的面积为4x10-4m?。解：对漫射表面，空间各个方向均匀辐射。同黑体表面一样，定向辐射强度为常数:71%d0(6)= /(dAjCOSJd/?=-(dAjCOSJd/2、7CEb =b =5.67x10-8 x10004 = 5.67x104 W/m2,dA.cosdQ =_ (血2/4卜os6 _ 3.1416x0.022 xcos45(28x0.52=4.443 x IO4 sr加。(e)3.1416xL815xl03一 (dACOs6)da - 5.67x 104 x4xIO_4 xcos45 x 4.443x IO-4= 0.8