热辐射计算公式
换热计算公式范文
换热计算公式范文换热计算是热力学中一个重要的计算问题，用于确定热量在物体之间的传递情况。
换热计算公式主要有以下几种：1.热传导计算公式：热传导是指热量通过固体或液体体积传递的过程。
根据傅里叶热传导定律，传导热流量与温度梯度成正比，与传热介质的导热系数和接触面积成反比，可以使用如下公式计算：Q=k*A*∆T/d其中，Q表示热流量（单位为瓦特），k表示传热介质的导热系数（单位为瓦特/米·开尔文），A表示传热面积（单位为平方米），∆T表示温度梯度（单位为开尔文/米），d表示传热距离（单位为米）。
2.热对流计算公式：热对流是指热量通过流体的传递过程。
根据牛顿冷却定律，传热速率与温差成正比，与介质的传热系数、传热面积和流体的特性有关，可以使用如下公式计算：Q=h*A*∆T其中，Q表示传热速率（单位为瓦特），h表示传热系数（单位为瓦特/平方米·开尔文），A表示传热面积（单位为平方米），∆T表示温差（单位为开尔文）。
3.热辐射计算公式：热辐射是指热量通过辐射的方式传递的过程。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律，热辐射功率与辐射体的表面积、表面温度的四次方和辐射系数有关，可以使用如下公式计算：Q=ε*σ*A*(T^4-T0^4)其中，Q表示辐射功率（单位为瓦特），ε表示辐射率，σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数（5.67×10^-8瓦特/平方米·开尔文^4），A表示辐射体的表面积（单位为平方米），T和T0分别表示辐射体和环境的温度（单位为开尔文）。
此外，还有一些特定情况下的换热计算公式，如多层传热过程中的传热计算公式、相变过程中的换热计算公式等。
这些公式根据具体的情况来确定，其基本原理和数学表达式与上述公式类似，只是在参数的选择和计算方法上有所区别。
需要注意的是，以上公式只是一般情况下的换热计算公式，实际应用中可能会涉及更为复杂的情况和公式。
对于特定问题或特殊情况，需要根据具体的热传导、热对流或热辐射机制来选择适当的计算公式，以准确地描述和计算热量的传递过程。
热传导和传热的计算方法
热传导和传热的计算方法热传导是热量从高温物体传递到低温物体的过程，它是热量传递的一种重要方式。
传热是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程，它是热力学中的一个基本问题。
在工程领域中，热传导和传热的计算方法是非常重要的，它们对于热力学系统的设计和性能评估有着重要的影响。
一、热传导的计算方法热传导主要是通过物质内部分子之间的相互碰撞来实现的，其传热速率与物质的热导率、温度梯度和物质的截面积有关。
1. 热导率（λ）的计算热导率是一个物质传热性能的重要指标，通常由材料的性质决定。
在计算热传导过程中，需要知道材料的热导率。
对于常见材料，可以在手册、材料数据库等资料中找到其热导率数值。
2. 温度梯度（ΔT）的计算温度梯度是指物体两个不同位置的温度差异。
在热传导计算中，需要准确测量物体各个位置的温度，并计算出温度梯度。
通常使用温度传感器（如热电偶、温度计等）来测量温度。
3. 热传导速率（Q）的计算热传导速率是指在单位时间内通过物体的热量。
根据热传导定律，可以使用如下公式计算热传导速率：Q = λ * A * (ΔT / d)其中，Q表示热传导速率，λ表示热导率，A表示物质的截面积，ΔT表示温度梯度，d表示传热距离。
二、传热的计算方法传热是一个复杂的过程，不仅包括热传导，还包括热对流和热辐射。
传热的计算方法因此也要综合考虑这些因素。
1. 热对流的计算热对流是指通过流体介质（如液体或气体）传递热量。
热对流传热的速率与流体的流速、温度差异、流体的物性以及流体与物体的热传递表面积等因素有关。
对于平板、圆柱等简单形状的物体，可以使用经验公式来计算热对流传热速率。
例如，针对平板的传热速率计算公式为：Q = h * A * (T2 - T1)其中，Q表示热传导速率，h表示换热系数，A表示传热表面积，T1和T2分别表示物体的表面温度和流体的温度。
2. 热辐射的计算热辐射是指通过电磁辐射传递热量，与两个物体的温度和表面特性有关。
玻璃热辐射功率计算公式
玻璃热辐射功率计算公式热辐射是一种物体因温度而发出的电磁波辐射，它是热力学第二定律的一个重要内容。
在工程领域中，热辐射的计算对于材料的选用、设备的设计以及能源的利用都具有重要的意义。
本文将重点介绍玻璃材料的热辐射功率计算公式，帮助读者更好地理解和应用这一重要的热辐射计算方法。
玻璃是一种常见的材料，在建筑、汽车、家具等领域都有广泛的应用。
在这些应用中，玻璃材料的热辐射特性对于室内温度的控制、能源的节约以及材料的耐久性都有重要的影响。
因此，了解玻璃材料的热辐射功率计算公式对于工程实践具有重要的意义。
玻璃材料的热辐射功率可以通过斯特藩-玻尔兹曼定律来计算，该定律表达了一个黑体单位面积单位时间内辐射的功率与温度的关系。
斯特藩-玻尔兹曼定律的表达式为：\[ P = εσT^4 \]其中，P为单位面积单位时间内的辐射功率，ε为玻璃材料的辐射率，σ为斯特藩-玻尔兹曼常数，T为玻璃材料的温度。
斯特藩-玻尔兹曼常数σ的数值为5.67×10^-8 W/(m^2·K^4)。
玻璃材料的辐射率ε是一个介于0到1之间的无量纲参数，它表示了玻璃材料对热辐射的吸收和发射能力。
对于透明材料来说，其辐射率通常较低，而对于不透明材料来说，其辐射率通常较高。
在实际工程中，玻璃材料的温度往往是已知的，因此可以利用斯特藩-玻尔兹曼定律来计算玻璃材料的热辐射功率。
以玻璃窗为例，假设玻璃窗的表面温度为T，玻璃材料的辐射率为ε，则玻璃窗单位面积单位时间内的辐射功率可以通过斯特藩-玻尔兹曼定律计算得到。
在工程实践中，玻璃材料的热辐射功率计算可以为建筑的能耗评估、玻璃幕墙的设计以及太阳能利用系统的优化提供重要的参考。
通过对玻璃材料的热辐射功率进行准确的计算和分析，可以帮助工程师和设计师更好地选择材料、设计系统，并最终实现能源的节约和环境的保护。
总之，玻璃材料的热辐射功率计算是工程领域中一个重要的热辐射计算问题。
通过斯特藩-玻尔兹曼定律，可以准确地计算玻璃材料的热辐射功率，为工程实践提供重要的参考。
第三章 热辐射的基本定律
令 x = c2/λT 则 λ= c2/xT dλ=-(c2/x2T)dx (积分限λ:0～∞,则x:∞～0)
c1 Mb (e 5 (c 2 / xT )
0
0
c2 ( c2 / xT )T
c2 1) ( 2 )dx x T
1
c1 c2
4 4
x 3T 4 (e x 1) 1 dx
知道一个λT值，就对应一个f(λT)值，即知道一个 温度T，就得到某波长处的辐射出射度Mλ。 这样即可查表得到Mλ，而不用普朗克公式计算了。
知道一个λT值，就对应一个f(λT)值，即知道 一个温度T，则在某波长处的辐射出射度Mλ 为 M f (T )M f (T ) BT 5
m
这样即可查表得到Mλ，而不用普朗克公式 计算了。
例3 如太阳的温度T=6000K并认为是黑体， 求其辐射特性 1.其峰值波长为 2898 m 0.48m 6000 2、全辐射出射度为
M T 5.67 10 6000 7.3 10 W / m
4 8 4 7 2
3、紫外区的辐射出射度为
M 0~0.4 0.14M
M m
根据普朗克公式
M b
c1
1
2
5 e c
/ T
1
根据维恩最大发射本领定律
M bm
c1
1 ec2 / mT 1
m
5
BT 5
所以
c1 1 M 5 e c2 / T 1 c1 1 f (T ) 5 5 c 2 / T 5 M m BT B T e 1
1
f ( .T )
令x = c2/λT
M ( x)
传热学三大基本公式
传热学三大基本公式Nu = 2+0.6(Re^1/2)(Pr^1/3) 。
F=Q/kK*△tm F 是换热器的有效换热面积。
Q 是总的换热量。
k 是污垢系数一般取0.8-0.9K。
是传热系数。
△tm 是对数平均温差。
传热学三种传热方式可以分开学。
传热学相较于理论力学，工程热力学，流体力学而言还是比较简单的，一般大学生掌握了高等数学完全可以自学的。
学习传热学必须有耐心，了解几种换热方式和常见的几个常数公式（努谢尔特数、格拉晓夫数、伯努利常数，傅里叶常数，而且常常推导下几个常用常数公式间的关系，你会惊奇地发现他们其实不少是远亲的），其实解决传热学问题绝大多数都是在和导热系数较劲，有时候是直接涉及。
扩展资料：在热对流方面，英国科学家牛顿于1701年在估算烧红铁棒的温度时，提出了被后人称为牛顿冷却定律的数学表达式，不过它并没有揭示出对流换热的机理。
传热学作为学科形成于19世纪。
1804年，法国物理学家毕奥在热传导方面得出的平壁导热实验结果是导热定律的最早表述。
稍后，法国的傅里叶运用数理方法，更准确地把它表述为后来称为傅里叶定律的微分形式。
1860年，基尔霍夫通过人造空腔模拟绝对黑体，论证了在相同温度下以黑体的辐射率(黑度)为最大，并指出物体的辐射率与同温度下该物体的吸收率相等，被后人称为基尔霍夫定律。
传热的三种方式：热的传递是由于物体内部或物体之间的温度差引起的。
若无外功输入，根据热力学第二定律，热量总是自动地从温度高的地方传递至温度较低的地方。
热能的传递有三种基本方式：热传导、热对流、热辐射，下面分别介绍这三种传热方式（一）热传导物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子，原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递成为热传导。
热传导的基本计算公式是傅立叶定律：在单位时间内热传导方式传递的热量与垂直于热流的截面积成正比，与温度梯度成正比，负号表示导热方向与温度梯度方向相反。
其中Q表示热流率，单位为W; dT/dx为温度梯度，单位为°C/m ;A为导热面积，单位为m2；λ为材料的导热系数，又称热导率，单位为W/(m°C) ，也可以为W/(mK) 。
工程热力学 温度计算公式
工程热力学温度计算公式热力学是研究热能转化和传递的科学，而工程热力学则是将热力学原理应用于工程实践中。
在工程热力学中，温度是一个非常重要的参数，它影响着物质的性质和行为。
因此，准确计算温度对于工程设计和实际操作至关重要。
在本文中，我们将介绍工程热力学中常用的温度计算公式，希望能对工程师和研究人员有所帮助。
1. 热力学基本公式。
在工程热力学中，温度通常是通过测量物体的热量和热容来计算的。
根据热力学基本公式，热量Q可以表示为：Q = mcΔT。
其中，m是物体的质量，c是物体的比热容，ΔT是物体的温度变化。
根据这个公式，我们可以通过测量物体的热量和热容来计算物体的温度变化。
2. 理想气体状态方程。
在工程热力学中，气体的温度通常是通过测量气体的压力和体积来计算的。
根据理想气体状态方程，气体的温度可以表示为：PV = nRT。
其中，P是气体的压力，V是气体的体积，n是气体的摩尔数，R是气体常数，T是气体的温度。
根据这个公式，我们可以通过测量气体的压力和体积来计算气体的温度。
3. 热传导方程。
在工程热力学中，温度还可以通过热传导方程来计算。
热传导方程描述了热量在物体中的传递过程，它可以表示为：q = -kAΔT/Δx。
其中，q是热通量，k是热导率，A是传热面积，ΔT是温度差，Δx是传热距离。
根据这个公式，我们可以通过测量热通量和传热距离来计算物体的温度差。
4. 热辐射公式。
在工程热力学中，温度还可以通过热辐射公式来计算。
热辐射公式描述了物体通过辐射传热的过程，它可以表示为：q = εσA(T^4 T0^4)。
其中，q是热通量，ε是辐射率，σ是斯特藩-玻尔兹曼常数，A是辐射面积，T是物体的温度，T0是环境的温度。
根据这个公式，我们可以通过测量热通量和环境温度来计算物体的温度。
总结。
在工程热力学中，温度是一个非常重要的参数，它影响着物质的性质和行为。
因此，准确计算温度对于工程设计和实际操作至关重要。
在本文中，我们介绍了工程热力学中常用的温度计算公式，包括热力学基本公式、理想气体状态方程、热传导方程和热辐射公式。
对流和辐射计算公式
1.热对流
热对流：是指由于流体的宏观运动使物体不同的流体相对位
移而产生的热量传递现象。
特点：只能发生在流体中；必然伴随有微观粒子热运动产生
的导热。
对流换热：流体与固体表面之间的热量传递。
对流换热公式如下：
Q t w t f F
式中，Q 为对流换热量，单位为W；
t w、 t f为壁面和流体的平均温度，单位为℃；
2
F 为对流换热面积，单位为m；
为对流换热系数，单位为W / m2 C 。
2.热辐射
辐射：是指物体受到某种因素的激发而向外发射辐射能的现象。
热辐射：由于物体内部微观粒子的热运动（或者说由于物体自身的温度）而使物体向外发射辐射能的现象。
辐射换热：当物体之间存在温差时，以热辐射的方式进行能量交换的结果使高温物体失去热量，低温物体获得热量，这种热量
传递称为辐射换热。
两物体辐射换热的公式如下：
4
T24
T1
F1
Q C n
100
100
式中， C n为辐射系数；
T1、 T2为两物体的温度；
F1为辐射体的辐射表面积。
热辐射强度的单位
热辐射强度的单位热辐射强度的单位热辐射是指物体由于其温度而发出的电磁波，其强度可以用热辐射强度来描述。
热辐射强度的单位是一种重要的物理量，它可以帮助我们更好地理解和描述热辐射现象。
一、什么是热辐射强度？热辐射强度是指单位面积和单位时间内从一个黑体表面向外发射的能量。
在物理学中，黑体是一个能够完全吸收并重新发射所有进入其表面的电磁波的物体。
因此，黑体可以被认为是最理想的辐射体。
二、如何计算热辐射强度？根据普朗克定律和斯特藩-玻尔兹曼定律，我们可以计算出一个黑体表面上每个频率上单位面积和单位时间内向外发射的功率密度：$$P_{\nu}(\nu, T)=\frac{2h\nu^3}{c^2}\frac{1}{e^{h\nu/kT}-1}$$其中，$P_{\nu}$表示频率为$\nu$时每个频率上单位面积和单位时间内向外发射的功率密度，$h$为普朗克常数，$c$为光速，$k$为玻尔兹曼常数，$T$为黑体表面的温度。
将上式积分得到总的单位面积和单位时间内向外发射的功率（即热辐射强度）：$$I(T)=\int_{0}^{\infty}P_{\nu}(\nu,T)d\nu=\frac{2\pi^5k^4}{15c^2h^3}T^4$$其中，$I(T)$表示黑体表面的热辐射强度。
三、热辐射强度的单位是什么？根据上述计算公式，我们可以得到热辐射强度的单位。
由于$I(T)$是一个功率密度（即每个单位面积上每秒钟向外发射的能量），因此其单位是瓦特每平方米（W/m²）。
四、其他关于热辐射强度的注意事项1. 热辐射强度与温度有关。
当物体温度升高时，其热辐射强度也会增加。
2. 热辐射强度与表面特性有关。
不同材料表面对电磁波的吸收和反射能力不同，因此其热辐射强度也会有所不同。
3. 热辐射强度可以用于热工学、大气科学、天文学等领域的研究。
例如，在大气科学中，热辐射强度是计算地球能量收支平衡的重要参数。
总之，热辐射强度作为一个重要的物理量，在许多领域都有着广泛的应用。
辐射散热量
辐射散热量
辐射散热量是指物体通过辐射方式传递的热量。
所有物体都会以一定强度的电磁辐射的形式向周围环境发射能量，这种辐射能量就是热辐射，也是物体散热的重要方式之一。
辐射散热量与物体的温度、表面特性（如表面的颜色、光泽度等）、表面积以及环境温度等因素相关。
根据斯特藩-玻尔兹
曼定律，辐射散热量与物体表面的温度的四次方成正比。
辐射散热通常可以通过以下公式计算：
Q = εσA(T^4 - T_a^4)
其中，Q是辐射散热量，ε是表面的辐射率，σ是斯特藩-玻尔
兹曼常数，A是物体表面积，T是物体的温度，T_a是周围环
境的温度。
从公式可以看出，物体的表面积、温度差以及表面的辐射率都会影响辐射散热量的大小。
辐射散热量在许多应用中非常重要，例如工业加热、建筑能源节约等领域都需要对辐射散热量进行有效的控制和利用。
高斯体热源公式
高斯体热源公式
高斯体热源公式是描述热辐射强度的一种数学公式，也称为斯特藩-玻尔兹曼定理。
该公式规定了一个理想的黑体（能够吸收和辐射所有进入它的电磁波）的辐射强度与其绝对温度之间的关系。
具体而言，高斯体热源公式表达式为I = σT^4，其中I是辐射强度，σ是斯特藩-玻尔兹曼常量，T是温度。
该公式意味着当温度上升时，辐射强度将以指数方式增加。
此外，高斯体热源公式也可用于计算各种颜色的辐射强度，因为颜色只是不同频率的电磁波。
因此，该公式也可以帮助研究物体的热辐射特性，以及太阳、行星等天体的热辐射机制。
传热公式
定性温度 定性 准则数
关联式
换热温差
传热量
尺寸
外掠平 板
tm=
t∞
+ 2
tw
管内流 动
t
m
=
t
' f
+
t
" f
2
横掠圆 管
tm=
t∞
+ 2
tw
l
Re = ul γ
Nux
=
hl λ
=
0.332Re1 2
Pr1 3
Δt = tw − t∞ Q = hA(tw − t∞ )
Nu = hl Nu = hl = 0.664Re1 2 Pr1 3
Lambert 定律，Wien 位移定律， Kirchhoff 定律； 3. 两个近似：灰表面，漫射面 4. 发射辐射概念：辐射力，光谱辐射力，定向辐射力，辐射强
度，投射辐射 5. 几个系数：发射率，光谱发射率，定向发射率，
吸收比，光谱吸收比，穿透比，反射比； 6. 其它重要概念：立体角，选择性吸收
Φ
tw1
tw2
δ
t f2，h2
传热过程的剖析
( ) Φ
=
A 1
tf1 −tf2
+δ + 1
h1 λ h2
( ) Φ = kA t f 1 − t f 2 = kAΔt
传热系数，[W m 2K ]
传热方程式
一维稳态传热过程中的热量传递
传热系数：
是指用来表征传热过程强烈程度的指标，不 是物性参数，与过程有关。
(3) 可加性
如图所示，表面2可分为2a和2b两个面，当然 也可以分为n个面，则角系数的可加性为
n
物体热辐射
射量和光度量的转换关
系式。
• 例如，对于色温为 2 856 K的标准钨丝灯其光视
效能为 17.1 lm/W ，当标准钨丝灯发出的辐射通
量为 Φe ＝ 100W 时，其光通量为 Φv = 1710 lm 。 • 由此可见，色温越高的辐射体，它的可见光 的成分越多，光视效能越高，光度量也越高。白 炽钨丝灯的供电电压降低时，灯丝温度降低，灯 的可见光部分的光谱减弱，光视效能降低，用照
2898 2896 m 1.015 (μm) T 2856
波长为
峰值光谱辐射出射度为
M e,s, m 1.309T 5 1015 =1.309×28565×10-15
总辐射出射度为
4
=248.7Wcm-2μm-1
8 4 4 2
M e,s, 2856 5.67 10 2856 3.77 10 W / m
半导体表面时，原子外层价电子吸收足够的光子能量，
越过禁带，进入导带，成为可以自由运动的自由电子。
同时，在价带中留下一个 自由空穴，产生电子-空穴 对。如图1-9所示，半导体 价带电子吸收光子能量跃 迁入导带，产生电子空穴 对的现象称为本征吸收。
• 显然，发生本征吸收的条件是光子能量必须大 于半导体的禁带宽度Eg，才能使价带EV上的电子 吸收足够的能量跃入到导带底能级EC之上，即
1.3
物体热辐射
物体通常以两种不同形式发射辐射能量。 第一种称为热辐射。第二种称为发光。
1.3.1
1.黑体
黑体辐射定律
能够完全吸收从任何角度入射的任何波长的 辐射，并且在每一个方向都能最大可能地发射任 意波长辐射能的物体称为黑体。显然，黑体的吸 收系数为1，发射系数也为1。
2.普朗克辐射定律
临界热辐射通量
临界热辐射通量
临界热辐射通量是指在特定的条件下，物体吸收和辐射热能的平衡状态。
当物体的吸收和辐射的热能相等时，称为临界热辐射。
临界热辐射通量与物体的吸收率和辐射率有关。
物体的吸收率是指物体吸收入射辐射热能的能力，单位是灰度（gr）；物体的辐射率是指物体以辐射的形式向周围环境散发热能的能力，单位是灰度（gr）。
临界热辐射通量可以用以下公式表示：
Q = A * Φ * (1 - ρ)
其中，
Q表示临界热辐射通量，单位是瓦特（W）；
A表示物体的表面积，单位是平方米（m^2）；
Φ表示入射辐射通量，单位是瓦特/平方米（W/m^2）；
ρ表示物体的吸收率。
临界热辐射通量的计算可以用于热辐射传热的分析和设计。
热力学中的热辐射和辐射热量
热力学中的热辐射和辐射热量热力学是研究能量转化和传递的学科，而热辐射和辐射热量是热力学中重要的概念。
本文将着重探讨热辐射和辐射热量在热力学中的意义和应用。
一、热辐射的定义和特性热辐射是指物体在温度不同的情况下通过电磁波进行能量传递的现象。
所有物体都会发出热辐射，其强度与物体的温度有关。
根据普朗克辐射定律，热辐射的能量与波长呈反比，当温度较低时，主要辐射波长在远红外区域；当温度较高时，主要辐射波长在可见光区域。
热辐射具有以下特性：1. 热辐射是无需媒质传导的能量传递方式，可以在真空中传播。
2. 热辐射的能量与温度和辐射体的性质有关，一般用辐射功率来表示。
3. 任何物体都会同时吸收和发射热辐射，当物体与环境达到热平衡时，吸收和发射的热辐射功率相等。
二、辐射热量的计算方法辐射热量是指物体单位时间内通过热辐射传递的能量。
根据斯特藩—玻尔兹曼定律，辐射热量与辐射发射率、表面积和温度的四次方呈正比。
辐射热量的计算公式如下：Q = εσA(T^4 - T_0^4)其中，Q是辐射热量，ε是物体的辐射发射率，σ是斯特藩—玻尔兹曼常数，A是物体的表面积，T是物体的温度，T_0是环境的温度。
以上公式表明，辐射热量与物体的表面积和温度的四次方成正比，与辐射发射率成正比，与环境温度的四次方成反比。
因此，在热工学设计和工程中，需要考虑物体的表面积和温度对辐射热量的影响，并通过调节辐射发射率和环境温度来控制辐射热量的传递。
三、热辐射的应用热辐射在生活和工业中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 太阳辐射：太阳的热辐射是地球上的主要能源之一，太阳辐射的能量被大地、海洋、大气等吸收和反射，驱动了地球的气候和生态系统。
2. 热辐射加热：热辐射可以通过吸收转化为热能，广泛应用于加热设备中，如烤箱、太阳能热水器等。
3. 红外线成像：红外线相机可以通过检测物体发出的红外辐射来实现热像图的获取，应用于军事、航空、电力等领域。
4. 辐射冷却：辐射冷却是利用物体发射的热辐射传递能量，使物体温度降低的原理。
物体的热辐射
物体热辐射
物体通常以两种不同形式发射辐射能量。 第一种称为热辐射。第二种称为发光。
1.3.1
1.黑体
黑体辐射定律
能够完全吸收从任何角度入射的任何波长的 辐射，并且在每一个方向都能最大可能地发射任 意波长辐射能的物体称为黑体。显然，黑体的吸 收系数为1，发射系数也为1。
2.普朗克辐射定律
• 黑体为理想的余弦辐射体，其光谱辐射出射 度Me,s,λ（角标“s”表示黑体）由普朗克公式表 示为
(e
5
hc kT
1)
（1-41）
图1-2 绘出了黑体辐
射的相对光谱辐亮度
Le,s,λr与波长的等温
关系曲线。图中每一
条曲线都有一个最大
值，最大值的位置随
温度升高向短波方向
移动。
3.斯忒藩-波尔兹曼定律
将式（1-40）对波长λ 求积分，得到黑体发射的 总辐射出射度 M e ,s
M e,s 0 M e,s , d T
5. 晶格吸收
晶格原子对远红外谱区的光子能量的吸收直 接转变为晶格振动动能的增加，在宏观上表现为 物体温度升高，引起物质的热敏效应。 以上五种吸收中，只有本征吸收和杂质吸收 能够直接产生非平衡载流子，引起光电效应。其 他吸收都程度不同地把辐射能转换为热能，使器 件温度升高，使热激发载流子运动的速度加快， 而不会改变半导体的导电特性。
4
（1-42）
式中，σ 是斯特藩-波尔兹曼常数，它由下式决 定
2π 5 k 4 8 2 4 5.67 10 Wm K 3 2 15h c
由式（1-42），Me,s与T的四次方成正比
4. 维恩位移定律
• 将普朗克公式（1-40）对波长λ 求微分后令其 等于0，则可以得到峰值光谱辐射出射度所对 应的波长λ
太阳辐射热量计算公式
太阳辐射热量计算公式
太阳辐射热量是指太阳光照射到物体表面时，物体吸收的热量。
太阳辐射热量的计算公式可以通过以下几种方法来描述：
1. 辐射传热方程，太阳辐射热量可以使用辐射传热方程来计算，该方程描述了热量通过辐射传递的过程。
辐射传热方程可以表示为
Q = εσA(T^4 T0^4)，其中Q是辐射热量，ε是表面的辐射率，
σ是斯特藩-玻尔兹曼常数，A是表面积，T是物体表面的温度，T0
是周围环境的温度。
2. 太阳辐射强度，太阳辐射热量也可以通过太阳辐射强度来计算。
太阳辐射强度取决于太阳的位置、时间和大气条件等因素。
一
般来说，太阳辐射强度可以用I = S cos(θ)来表示，其中I是太
阳辐射强度，S是太阳常数，θ是太阳光线与垂直方向的夹角。
3. 黑体辐射公式，根据黑体辐射公式，太阳辐射热量也可以通
过物体的温度和表面积来计算。
黑体辐射公式可以表示为P =
σAεT^4，其中P是辐射功率，σ是斯特藩-玻尔兹曼常数，A是表
面积，ε是表面的辐射率，T是物体的温度。
综上所述，太阳辐射热量的计算可以通过辐射传热方程、太阳辐射强度和黑体辐射公式来描述。
这些方法可以根据具体情况选择合适的公式来计算太阳辐射热量。
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传热学课程自学辅导资料（热动专业）二○○八年十月传热学课程自学进度表教材：《传热学》教材编者：杨世铭陶文铨出版社：高教出版时间：20061注：期中（第10周左右）将前半部分测验作业寄给班主任，期末面授时将后半部分测验作业直接交给任课教师。
总成绩中，作业占15分。
2传热学课程自学指导书第一章绪论一、本章的核心、重点及前后联系（一）本章的核心1、导热、对流、辐射的基本概念。
2、传热过程传热量的计算。
（二）本章重点1、导热、对流、辐射的基本概念。
2、传热过程传热量的计算。
（三）本章前后联系简要介绍了热量传递的三种基本方式和传热过程二、本章的基本概念、难点及学习方法指导（一）本章的基本概念1、热传导导热（Heat Conduction）：物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递称为导热。
特点：从宏观的现象看，是因物体直接接触，能量从高温部分传递到低温部分，中间没有明显的物质迁移。
从微观角度分析物体的导热机理：气体：气体分子不规则运动时相互碰撞的结果。
导电固体：自由电子不规则运动相互碰撞的结果，自由电子的运动对其导热起主导作用。
非导电固体：通过晶格结构振动所产生的弹性波来实现热量传递，即院子、分子在其平衡位置振动。
液体：第一种观点类似于气体，只是复杂些，因液体分子的间距较近，分子间的作用力对碰撞的影响比气体大；第二种观点类似于非导电固体，主要依靠弹性波（晶格的振动，原子、分子在其平衡位置附近的振动产生的）的作用。
热流量：单位时间传递的热量称为热流量，用Ф表示，单位为W。
3热流密度：单位时间通过单位面积的热流量称为热流密度，用q表示，单位为W/m2。
2、热对流热对流：是指由于流体的宏观运动使物体不同的流体相对位移而产生的热量传递现象。
特点：只能发生在流体中；必然伴随有微观粒子热运动产生的导热。
对流换热：流体与固体表面之间的热量传递。
3、热辐射辐射：是指物体受到某种因素的激发而向外发射辐射能的现象。
热辐射：由于物体内部微观粒子的热运动（或者说由于物体自身的温度）而使物体向外发射辐射能的现象。
辐射换热：当物体之间存在温差时，以热辐射的方式进行能量交换的结果使高温物体失去热量，低温物体获得热量，这种热量传递称为辐射换热。
4、传热过程简介传热过程：热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程称传热过程。
（二）本章难点及学习方法指导本章对热量传递的三种基本方式及传热过程的基础知识做了简单的介绍，相对来说无太大的难度。
三、典型例题分析4四、思考题、习题及习题解答（一）思考题、习题1－7,1-13,1-24,1-32,（二）习题解答（只解答难题）（略）5第二章导热基本定律及稳态导热一、本章的核心、重点及前后联系（一）本章的核心1、掌握导热的基本概念及导热基本定律；2、了解导热系数的影响因素；3、掌握平壁、圆筒壁稳态导热的求解方法。
4、了解等截面直肋稳态导热时，在端部绝热的边界条件下肋片内温度场及肋片散热量的推导；5、掌握等截面直肋散热量的计算及矩形、三角形等非等截面肋片的求解方法；（二）本章重点1、导热的基本概念。
2、平壁、圆筒壁稳态导热的求解方法。
3、等截面直肋稳态导热的理论推导过程。
4、实际应用中肋片散热量的求解方法。
（三）本章前后联系对第一章中导热问题进行了具体深入的分析二、本章的基本概念、难点及学习方法指导（一）本章的基本概念1、温度场：温度场是指在各个时刻物体内各点温度分布的总称。
2、等温面与等温线：在同一时刻，温度场中温度相同的点所连成的线或面称为等温线或等温面。
3、温度梯度：在温度场中，温度沿某一方向的变化在数学上可以用该方向上的温度变化率（即偏导数）来表示。
4、导热基本定律：5、热导率：热导率是物质的重要热物性参数，表示该物质导热能力的大小。
6、肋效率：肋片的实际散热量Φ与假设整个肋片都具有肋基温度时的理想散热量Φ0之比67（二）本章难点及学习方法指导1、理解和掌握导热的基本定律——傅立叶定律；2、多层平壁、圆筒壁稳态导热的求解方法。
3、等截面直肋稳态导热的理论推导过程。
三、典型例题分析例2－1 一锅炉墙采用密度为300kg/m 3的水泥珍珠岩制作，壁厚120mm δ=。
已知内壁温度1500t =℃，外壁温度250t =℃，试求每平方米炉墙每小时的热损失。
解 为求平均导热系数λ，先算出材料的平均温度500502752t +==℃ 对密度为300 kg/m 3的水泥珍珠岩制品，从附录7查得0.06510.000105W/m K=0.0651+0.000105275=0.094W/m Ktλ=+⨯代入公式12()q t t λδ=-得 120.094(50050)()0.12W q t t λδ⨯-=-=2＝352/m 讨论：对水泥珍珠岩这类在一定的温度范围内导热系数与温度成线性关系的材料，工厂提供的导热系数计算中t 都是指计算范围内的平均值，使用时要注意其最高的允许使用温度。
例2－2 为了减少热损失和保证安全工作条件，在外径为133mm 的蒸汽管道外覆盖保温层。
蒸汽管外壁温度为400℃。
按电厂安全操作规定，保温材料外侧温度不得超过50℃。
如果采用水泥珍珠岩制品作保温材料，并把每米长管道的热损失/l Φ控制在465W/m 之下，问保温层厚度应为多少毫米？解 为确定导热系数值，先算出保温材料的平均值400502252t +==℃8 从附录7查得导热系数为0.06510.000105W/m K=0.0651+0.000105225=0.088W/m Ktλ=+⨯因为1133d mm =是已知的，要确定保温层厚度δ，须先求得2d ，21212()lnd t t d lπλ-=Φ 12212()ln ln t t d d l πλ-=+Φ于是2220.148(40050)ln ln 0.1334650.7 2.02 1.2980.273d d mπ-=+=-=-= 保温层厚度为220.2730.1330.0722d d m δ--===例2－3 为了强化换热，在外径为25mm 的管子上装有铝制矩形剖面的环肋，肋高H ＝15mm ，厚 1.0mm δ=。
肋基温度为170℃，周围流体温度为25℃。
设铝的导热系数200W/m K λ=，肋面的表面传热系数2130W/m K h =，试计算每片肋的散热量。
解 此题可利用效率曲线图求解。
所需参数如下：'150.515.52H H mm δ=+=+=112.5r mm =2''112.515.528.0r r H mm mm mm =+=+=9'2128.0 2.2412.5r r == '2152()0.001(0.0280.0125)1.5510L A r r mδ-=-=⨯-=⨯'3/21/23/21/25130()(0.0155)()200 1.55100.369h H A λ-=⨯⨯⨯= 从图中查得0.82f η=如果整个肋面处于肋基温度，一个肋片两面的散热量为'2'20210222()()2(0.0280.0125)130(17025)74.3r r h t t Wππ∞Φ=--=⨯-⨯⨯-= 每个肋片的实际散热量Φ为0Φ与肋效率f η的乘积，即74.30.8260.9W Φ=⨯=四、思考题、习题及习题解答（一）思考题、习题2-4, 2-12, 2-14, 2-15, 2-17, 2-53,2-55 （二）习题解答（只解答难题） （略）第三章非稳态导热一、本章的核心、重点及前后联系（一）本章的核心1、了解无限大平壁非稳态导热分析解结果及非稳态导热特点；2、掌握傅里叶数、毕渥数的定义式及物理意义；3、掌握非稳态导热的简化分析方法——集总参数法。
（二）本章重点集总参数法。
（三）本章前后联系是第二章内容的延续二、本章的基本概念、难点及学习方法指导（一）本章的基本概念1、非稳态导热2、傅里叶数Fo3、毕渥数Bi4、非稳态导热问题的集总参数法（二）本章难点及学习方法指导集总参数法理论推导过程三、典型例题分析四、思考题、习题及习题解答（一）思考题、习题3-7,3-10（二）习题解答（只解答难题）（略）第四章导热问题的数值解法一、本章的核心、重点及前后联系（一）本章的核心了解导热问题数值解法的指导思想，利用泰勒级数展开建立非稳态导热节点方程的方法；熟悉非稳态导热问题数值求解的基本思想及求解步骤，显式稳定性的判定方法；掌握有限差分法的基本原理、节点温度差分方程的建立方法、节点温度差分方程组的求解方法及非稳态导热问题的数值解法，利用热平衡方法建立非稳态导热物体节点的离散方程。
（二）本章重点非稳态导热问题数值求解的基本思想；利用热平衡法和泰勒级数展开法建立节点的离散方程的方法（三）本章前后联系求解传热问题的基本方法之一二、本章的基本概念、难点及学习方法指导（一）本章的基本概念1、内节点：位于计算区域内部的节点，称内节点；2、差分格式：差商中的差分可以用向前、向后、中心差分表示的格式。
（二）本章难点及学习方法指导非稳态导热问题网格划分，利用热平衡建立非稳态导热物体内部及各种边界的节点方程。
数值解法的实质；非稳态导热问题的两种差分格式及其稳定性。
三、典型例题分析1、P173 例4－2四、思考题、习题及习题解答（一）思考题、习题4－10（二）习题解答（只解答难题）（略）第五章对流换热的理论基础一、本章的核心、重点及前后联系（一）本章的核心1. 掌握牛顿冷却公式的物理意义及其中物理参数的表述方法。
2. 掌握对流换热的影响因素，了解对流换热的分类和主要研究方法。
（二）本章重点1. 对流换热的影响因素。
2. 能量微分方程的推导。
（三）本章前后联系热量传递的第二种方式二、本章的基本概念、难点及学习方法指导（一）本章的基本概念牛顿冷却公式、边界层理论的基本内容（二）本章难点及学习方法指导对流换热的动量积分方程和能量积分方程的推导及对流换热问题的边界层积分求解方法。
三、典型例题分析四、思考题、习题及习题解答（一）思考题、习题（二）习题解答（只解答难题）（略）第六章单相对流传热的实验关联式一、本章的核心、重点及前后联系（一）本章的核心1. 掌握管内强制对流换热入口段和充分发展段的物理含义和特征。
2. 了解管内强制对流换热特征数关联式。
3. 了解外部流动强制对流换热特征数关联式4 掌握惯性力项、浮升力项、粘性力项的物理意义。
5 掌握描述自然对流换热的无量纲准则数及其物理意义。
6. 会利用实验关联式计算各类自然对流和混合对流问题。
（二）本章重点1. 管内强制对流换热入口段和充分发展段流场和温度场变化规律、局部换热系数的变化规律。