热辐射传热
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图8－9 辐射力减弱示意图
热辐射
二、火焰的辐射简介
1.火焰的分类
⑴不发光火焰： 当气体燃料或没有灰分的燃料完全燃烧时，得到略
带蓝色而近于无色的火焰。（Ｃ2Ｏ、Ｈ2Ｏ） ⑵发光火焰：有灰分的燃料或无灰分的燃料，燃烧不完 全时，产生发光火焰。（发光火焰主要是炭黑粒子的辐射）
2.火焰辐射的特点
⑴锅炉炉膛中具有辐射能力的除了三原子气体以外，还 有许多悬浮的固体小颗粒（炭黑、焦炭与灰粒）这些固 体小颗粒的辐射光谱是连续的，温度愈高，辐射能中包 含的可见光的成分越多，使火焰呈现程度不同的发光性， 这是火焰与烟气辐射的一个基本区别。
热辐射
二、辐射的吸收、反射与穿透
外来的热射线投射到物体表面时其辐射能总是部分 被物体吸收、部分被物体反射、部分穿透物体。
1.吸收率 2.反射率 3.穿透率
穿透物体的辐射能 占投射到物体上的总辐 射能的百分数。
图8－2 物体的电磁波的吸收、反射与穿透
τ＝Q穿／Q投
热辐射
二、辐射的吸收、反射与穿透
外来的热射线投射到物体表面时其辐射能总是部分 被物体吸收、部分被物体反射、部分穿透物体。
热辐射
热辐射
热辐射
§1热辐射的基本概念
举例：打开炉子的看火门，我们立刻会感到灼热。 太阳的能量能到达地球表面。
一、基本概念
⒈辐射：物体以电磁波的方式向外传播能量的过程 ⒉热辐射：物体由于热的原因向外发射电磁波而传
播能量的过程 ⒊热辐射的本质：是由于物体受热而引起内部的电 子振动或激动，通过由此而产生的电磁波向外发射 能量
则系统黑度：
εn=
1
1
ε1
+
1
ε2
-1
Q12= 1 ε1
AC0
+
1
ε2
｛
-1
(
T1 100
4
)－
(
T2 100
) 4｝
热辐射
三、辐射换热的增强与削弱
1.改变系统黑度
改变系统黑度，即改变物体的表面黑度，当A与 T1、T2时，ε↑、Q↑。
如：为增强辐射在暖气片上凃银灰漆，有两个作 用一是增加表面黑度，即增加它的辐射能量；二是防 腐、防锈作用。
＝5.67×｛（27＋273）／100｝4 ＝495（W／㎡） 在627℃时，其辐射力为： 根据E0＝C0（T／100）4 ＝5.67×｛（627＋273）／100｝4 ＝37201（W／㎡）
上例表明：辐射的四次方定律表达了，当温度升高时辐射力急剧增大， 虽然T2仅为T1的3倍，但两个辐射力之比却高达81倍。
基尔霍夫定律：
α＝ε 在热辐射的计算以及解释一些现象方面得到了
广泛的应用。
热辐射
4.辐射换热是物体间相互辐射和吸收的总效果。
任意两个物体间的辐射换热量的计算公式为：
热辐射
热辐射
⒈热辐射与导热、对流换热不同有其自身的本 质和特点。
辐射是由于物质微观运动（电子运动）而引起的， 微观运动是产生辐射的原因，这种运动是以变化的电磁 场而进行的，即以电磁波的形式进行的，波长在可见光 和红外线一段内的射线成为热射线。热射线的传播过程 就是热辐射。热辐射与导热或对流相比其独特之处显而 易见。
ε＝
E E0
黑度ε表明了实际物体的辐射力接近黑体辐射力的程度。
影响黑度的因素：物体的种类、温度、及其表面状况 （粗糙与氧化程度）
4.实际物体的辐射力
E＝εE0＝εC0（T／100）4
（W／㎡）
热辐射
二、基尔霍夫定律
对于黑体，吸收率等于1，黑度也等于1，那么实际 物体情况又如何呢？ 基尔霍夫定律确定了任意物体的 辐射力E与吸收率α之间的关系。
热辐射
⑵炉子中的不同部位这些微粒的浓度也不同，微粒的尺 寸又随着燃烧的进行而发生剧烈的变化。
3.炉内换热
⑴由于炉内换热过程是与燃料的燃烧过程紧紧地联系在 一起的，因而炉膛中不同部位的火焰温度变化很大。
⑵由于炉内火焰温度很高，而火焰冲刷水冷壁的流速则不 大，因而火焰（烟气）与水冷壁管之间的对流换热相对于 辐射换热量来说很小，仅占5％。
黑体的辐射力最大。
⑶由基尔霍夫定律得
则有： α＝ε
E E0
=α
而黑度
ε
=
E E0
实际物体的吸收率在数值上恒等于同温度下 该物体的黑度。
热辐射
例题：把一物体置于室温为27℃的房间内，问在热平衡
条件下，黑体表面的辐射力是多少？如果将黑体加热到
627℃，它的辐射力又是多少？
解：热平衡条件下，黑体温度与室温相同，即等27℃， 其辐射力为： 根据E0＝C0（T／100）4
热辐射
二、空腔内物体和空腔内壁间的辐射换热
如图所示：
空腔内物体1和空腔内壁2 的温度、黑度表面积分别
为T1、ε1 、A1和T2、ε2、
A1，且T1＞T2
1.辐射换热量的计算公式为
ε A2T2 2
A1 T1
ε1
图8-6 空腔内物体和空 腔内壁间的辐射换热
Q12= 1 ε1
A1C0 + AA（21 ε21
热辐射
§3物体间的辐射换热
由理论分析得到下列公式：
Q＝εn C0 A
｛
(
T1 100
4
)－
(
T2 100
4
)
｝
（W）
式中：
T1—高温物体的绝对温度 T2—低温物体的绝对温度 A—辐射换热物体的面积
（K） （K） （㎡）
εn—两物体组成的系统的相当黑度
系统黑度εn：它与进行辐射的两物体的黑度、形状及物 体表面的相对位置有关。
热辐射
2.黑体和黑度是热辐射的两个重要概念。
黑体是吸收率等于1的物体，它是一个理想的模型， 它的提出使复杂的热辐射的问题简单化，四次方定律就 是在黑体的基础上提出的，它是热辐射计算的基础。黑 度的提出将黑体的辐射定律用运与实际物体。
3.热辐射的基本定律是辐射换热计算的基础。
四次方定律：
E0＝C0（T／100）4
（3）α＝1即落在物体上的辐射能全部被物体 吸收，这类物体称为绝对黑体。
黑体：是指能吸收投入到其面 上的所有热辐射能的物体，是 一种科学假想的物体，现实生 活中是不存在的。但却可以人 工制造出近似的人工黑体。
图6-5 黑体模型
热辐射
§2热辐射的基本定律
一、辐射的四次方定律
1.辐射力：在单位时间内，物体单位表面积上 向周围空间所发射的辐射能的总能量
例题2：某双层炉门，内测壁面温度为150℃，外侧 温度为50℃，材料黑度均为0.15，炉门的面积为0.5㎡， 求每小时辐射的换热量。
解：εn＝1／｛（1／ε1）＋（1／ε2）＋1｝ ＝1／｛（1／0.15）＋（1／0.15）＋1｝ ＝0.0815
Q＝εnC0｛（T1／100）4－（T2／100）4｝A ＝0.0815×5.67×｛（423／100）4－（323／100）4｝×0.5 ＝48.98（W）
远红红外线：25—100ｕｍ
热辐射
热射线包括：
可见光：0.4—0.8ｕｍ（0.4—0.76ｕｍ） 近红外线：0.8—25ｕｍ 远红外线：25—100ｕｍ
图8－1 电磁波的波谱
热辐射
⒋辐射换热：物体间以热辐射的方式进行的热 量传递过程（物体间辐射与吸收的总效果）
⒌辐射动平衡：温度相等（或不变），物体间 的辐射换热量为零（物体的辐射等与吸收）， 但辐射与吸收仍在进行
板1 板3 板2
图8-7 遮热板原理
如：在黑度都为0.8的两个平板之间插入一块黑 度为0.05的遮热板，可使辐射换热量减少到原来的 1／27。
热辐射
§4气体辐射与火焰辐射
一、气体辐射的特点
气体的辐射与固体、液体的辐射相比，具有以下特点：
1.气体的辐射能力和气体的性质有关
不同气体的辐射能力不同，单、双原子气体的辐射 能力是微不足道的，可以忽略不计，三原子、多原子气 体的辐射能力很强，不能忽略，气体的辐射主要就是三 原子和多原子气体的辐射。
“E”——实际物体的辐射力 （W／㎡）
“2.E辐0”射—的—四黑次体的方辐定射律力：绝对黑（体W／的㎡辐）射力与其 绝对温度的四次方成正比
E0＝C0（T／100）4
（W／㎡）
C0——黑体的辐射系数 （C0＝5.67W／㎡.K4） T——黑体表面的绝对温度 K
热辐射
3.黑度：实际物体的辐射力与同温度下绝 对黑体的辐射力之比
) 4｝
板1 板2
图8-6 两无限大平 板之间的换热
w/m2
热辐射
2.对于两相互平行的无限大平壁系统黑度εn
εn=
1
1
ε1
+
1
ε2
-1
因为ε1和ε2都小于1， 所以εn也小于1。
3.对于面积为A(m2）的辐射换热量
Q12= 1 ε1
AC0
+
1
ε2
｛
-1
(
T1 100
4
)－
(
T2 100
) 4｝
W
热辐射
热辐射
2.气体的辐射和吸收对波长具有选择性
图8－8 CO2 和H2O的主要吸收谱带
试验发现，气体不象一般固体那样具有连续的辐射光 谱，而只是在某些波段范围内才有辐射和吸收的能力，这 些波段称为“光带”。在光带之外，气体的辐射和吸收能 力等于零。
热辐射
3.气体的辐射和吸收是在整个容器中进行的
固体、液体的辐射和吸收是在表面薄层内进行的， 气体的情况则与此截然不同。对于工业中所能遇到的气 体层厚度来说，气体容积内 的任何地方发出的辐射能总 有一部分可以到达气体的界 面上，同样，投到气体界面 上的外来辐射能可以传播到 气体容积内的一切地方去。
⒈吸收率
被物体吸收的辐射能 占投射到物体上的总辐 射能的百分数。
α＝Q吸／Q投
热辐射
二、辐射的吸收、反射与穿透
外来的热射线投射到物体表面时其辐射能总是部分 被物体吸收、部分被物体反射、部分穿透物体。
1.吸收率 2.反射率
被物体反射的辐射 能占投射到物体上的总 辐射能的百分数。
ρ＝Q反／Q投
图6－2 物体的电磁波的吸收、反射与穿透
⑵对于不含颗粒的气体：
ρ＝0
∴α＋τ＝1
晴天时τ＝1 起雾时α大， τ小。
热辐射
几个概念
⑴τ＝1，即落在物体上的辐射能可以全部穿透物体， 这类物体成为透明体。
如不含CO2和H2O等三原子的空气就是透明体。
⑵ρ＝1，即落在物体上的辐射能全部被反射出去。
镜体
白体
图6-3 镜反射
图6-4 漫反射
热辐射
热辐射
⑴电磁波的性质取决于波长和频率在热辐射中用波长 来描述电磁波。 ⑵热辐射的大小直接取决于温度，理论上热辐射发出 的电磁波的波长为0—∞ｕｍ。 ⑶其中从0.4—1000ｕｍ范围内的电磁波投射到物体上 能被物体吸收而转变成热能。
热射线：在热辐射中起主要作用的电磁波（射线）。
热射线包括：
可见光：0.4—0.8ｕｍ（0.4—0.76ｕｍ） 近红外线：0.8—25ｕｍ
如：为削弱辐射换热凃银铝涂料，可以减小表面 黑度。在保温瓶上凃银铝涂料。
热辐射
2.采用遮热板
如图所示：加装一块材料相同的遮 热板时，辐射换热量减少为原来的 1／2。
当加装ｎ块遮热板时，换热量
T3
T1
T2
α1
α2
源自文库
ε1
ε2
A
A
减少为原来的1／（ｎ＋1）。若选 用表面黑度很小的材料做遮热板时， 会使遮热效果更好。
热辐射
一、两无限大平行平板间的辐射换热
如图所示：为两个无限大平行平板间
T1
T2
辐射换热的示意图，两个平板的温度、 α1
α2
吸收率、黑度分别为T1、α1、ε1 和 T2、 ε1
ε2
α2、ε2 且T1＞T2
A
A
1.辐射换热热流密度的计算公式为
q12=
1
ε1
C0
+
1
ε2
｛
-1
(
T1 100
4
)－
(
T2 100
｛
(
T1 100
4
)－
(
T2 100
) 4｝
-）1
W
热辐射
2.系统黑度的计算
ε12=
1
ε1
1 + AA（21 ε21
-1）
特殊地：
⑴当A1＜＜A2
,则
A1 A2
≈0
此时有ε12=ε1
Q12= ε1 A1C0
｛
(
T1 100
4
)－
(
T2 100
) 4｝
热辐射
⑵当A1=
A2 ,则
A1 A2
=1
（两平行平板间的换热）
⒍辐射换热的特点
⑴热辐射是一切物体的固有属性，只要物体具有一定的 温度，物体表面就在不断的向外发射能量。（一切物体 都在不断的向外辐射能量）。 ⑵辐射能可以在真空中传播（不依赖于媒介物质）。 ⑶辐射换热过程伴随着能量形式的转换。
热辐射
二、辐射的吸收、反射与穿透
外来的热射线投射到物体表面时其辐射能总是部分 被物体吸收、部分被物体反射、部分穿透物体。
1.吸收率 2.反射率 3.穿透率
∵ Q投＝Q吸＋Q反＋Q穿
∴
α＋ρ＋τ＝1
图6－2 物体的电磁波的吸收、反射与穿透
α、ρ、τ的数值与物体的性质、温 度及表面状况有关。
热辐射
⑴对于大多数的固体和液体：
τ＝0
∴α＋ρ＝1
1）物体的表面颜色对可见光的吸收呈强烈的选择性。 2）可见光可以穿透玻璃。（温室效应）
1.内容：任意物体的辐射力与其吸收率之比，恒 等于同温度下绝对黑体的辐射力，且只与温度有 关，与物体的性质无关
E1 α1
=
E2 α2
=…=
En αn
= E0
第6章
热辐射
2.由基尔霍夫定律得出的结论
⑴物体的辐射力大，其吸收率也大（换句话说，善于吸 收的物体，也善于辐射) 。
⑵因为所有实际物体吸收率都小于1，所以同温度下绝对
热辐射
二、火焰的辐射简介
1.火焰的分类
⑴不发光火焰： 当气体燃料或没有灰分的燃料完全燃烧时，得到略
带蓝色而近于无色的火焰。（Ｃ2Ｏ、Ｈ2Ｏ） ⑵发光火焰：有灰分的燃料或无灰分的燃料，燃烧不完 全时，产生发光火焰。（发光火焰主要是炭黑粒子的辐射）
2.火焰辐射的特点
⑴锅炉炉膛中具有辐射能力的除了三原子气体以外，还 有许多悬浮的固体小颗粒（炭黑、焦炭与灰粒）这些固 体小颗粒的辐射光谱是连续的，温度愈高，辐射能中包 含的可见光的成分越多，使火焰呈现程度不同的发光性， 这是火焰与烟气辐射的一个基本区别。
热辐射
二、辐射的吸收、反射与穿透
外来的热射线投射到物体表面时其辐射能总是部分 被物体吸收、部分被物体反射、部分穿透物体。
1.吸收率 2.反射率 3.穿透率
穿透物体的辐射能 占投射到物体上的总辐 射能的百分数。
图8－2 物体的电磁波的吸收、反射与穿透
τ＝Q穿／Q投
热辐射
二、辐射的吸收、反射与穿透
外来的热射线投射到物体表面时其辐射能总是部分 被物体吸收、部分被物体反射、部分穿透物体。
热辐射
热辐射
热辐射
§1热辐射的基本概念
举例：打开炉子的看火门，我们立刻会感到灼热。 太阳的能量能到达地球表面。
一、基本概念
⒈辐射：物体以电磁波的方式向外传播能量的过程 ⒉热辐射：物体由于热的原因向外发射电磁波而传
播能量的过程 ⒊热辐射的本质：是由于物体受热而引起内部的电 子振动或激动，通过由此而产生的电磁波向外发射 能量
则系统黑度：
εn=
1
1
ε1
+
1
ε2
-1
Q12= 1 ε1
AC0
+
1
ε2
｛
-1
(
T1 100
4
)－
(
T2 100
) 4｝
热辐射
三、辐射换热的增强与削弱
1.改变系统黑度
改变系统黑度，即改变物体的表面黑度，当A与 T1、T2时，ε↑、Q↑。
如：为增强辐射在暖气片上凃银灰漆，有两个作 用一是增加表面黑度，即增加它的辐射能量；二是防 腐、防锈作用。
＝5.67×｛（27＋273）／100｝4 ＝495（W／㎡） 在627℃时，其辐射力为： 根据E0＝C0（T／100）4 ＝5.67×｛（627＋273）／100｝4 ＝37201（W／㎡）
上例表明：辐射的四次方定律表达了，当温度升高时辐射力急剧增大， 虽然T2仅为T1的3倍，但两个辐射力之比却高达81倍。
基尔霍夫定律：
α＝ε 在热辐射的计算以及解释一些现象方面得到了
广泛的应用。
热辐射
4.辐射换热是物体间相互辐射和吸收的总效果。
任意两个物体间的辐射换热量的计算公式为：
热辐射
热辐射
⒈热辐射与导热、对流换热不同有其自身的本 质和特点。
辐射是由于物质微观运动（电子运动）而引起的， 微观运动是产生辐射的原因，这种运动是以变化的电磁 场而进行的，即以电磁波的形式进行的，波长在可见光 和红外线一段内的射线成为热射线。热射线的传播过程 就是热辐射。热辐射与导热或对流相比其独特之处显而 易见。
ε＝
E E0
黑度ε表明了实际物体的辐射力接近黑体辐射力的程度。
影响黑度的因素：物体的种类、温度、及其表面状况 （粗糙与氧化程度）
4.实际物体的辐射力
E＝εE0＝εC0（T／100）4
（W／㎡）
热辐射
二、基尔霍夫定律
对于黑体，吸收率等于1，黑度也等于1，那么实际 物体情况又如何呢？ 基尔霍夫定律确定了任意物体的 辐射力E与吸收率α之间的关系。
热辐射
⑵炉子中的不同部位这些微粒的浓度也不同，微粒的尺 寸又随着燃烧的进行而发生剧烈的变化。
3.炉内换热
⑴由于炉内换热过程是与燃料的燃烧过程紧紧地联系在 一起的，因而炉膛中不同部位的火焰温度变化很大。
⑵由于炉内火焰温度很高，而火焰冲刷水冷壁的流速则不 大，因而火焰（烟气）与水冷壁管之间的对流换热相对于 辐射换热量来说很小，仅占5％。
黑体的辐射力最大。
⑶由基尔霍夫定律得
则有： α＝ε
E E0
=α
而黑度
ε
=
E E0
实际物体的吸收率在数值上恒等于同温度下 该物体的黑度。
热辐射
例题：把一物体置于室温为27℃的房间内，问在热平衡
条件下，黑体表面的辐射力是多少？如果将黑体加热到
627℃，它的辐射力又是多少？
解：热平衡条件下，黑体温度与室温相同，即等27℃， 其辐射力为： 根据E0＝C0（T／100）4
热辐射
二、空腔内物体和空腔内壁间的辐射换热
如图所示：
空腔内物体1和空腔内壁2 的温度、黑度表面积分别
为T1、ε1 、A1和T2、ε2、
A1，且T1＞T2
1.辐射换热量的计算公式为
ε A2T2 2
A1 T1
ε1
图8-6 空腔内物体和空 腔内壁间的辐射换热
Q12= 1 ε1
A1C0 + AA（21 ε21
热辐射
§3物体间的辐射换热
由理论分析得到下列公式：
Q＝εn C0 A
｛
(
T1 100
4
)－
(
T2 100
4
)
｝
（W）
式中：
T1—高温物体的绝对温度 T2—低温物体的绝对温度 A—辐射换热物体的面积
（K） （K） （㎡）
εn—两物体组成的系统的相当黑度
系统黑度εn：它与进行辐射的两物体的黑度、形状及物 体表面的相对位置有关。
热辐射
2.黑体和黑度是热辐射的两个重要概念。
黑体是吸收率等于1的物体，它是一个理想的模型， 它的提出使复杂的热辐射的问题简单化，四次方定律就 是在黑体的基础上提出的，它是热辐射计算的基础。黑 度的提出将黑体的辐射定律用运与实际物体。
3.热辐射的基本定律是辐射换热计算的基础。
四次方定律：
E0＝C0（T／100）4
（3）α＝1即落在物体上的辐射能全部被物体 吸收，这类物体称为绝对黑体。
黑体：是指能吸收投入到其面 上的所有热辐射能的物体，是 一种科学假想的物体，现实生 活中是不存在的。但却可以人 工制造出近似的人工黑体。
图6-5 黑体模型
热辐射
§2热辐射的基本定律
一、辐射的四次方定律
1.辐射力：在单位时间内，物体单位表面积上 向周围空间所发射的辐射能的总能量
例题2：某双层炉门，内测壁面温度为150℃，外侧 温度为50℃，材料黑度均为0.15，炉门的面积为0.5㎡， 求每小时辐射的换热量。
解：εn＝1／｛（1／ε1）＋（1／ε2）＋1｝ ＝1／｛（1／0.15）＋（1／0.15）＋1｝ ＝0.0815
Q＝εnC0｛（T1／100）4－（T2／100）4｝A ＝0.0815×5.67×｛（423／100）4－（323／100）4｝×0.5 ＝48.98（W）
远红红外线：25—100ｕｍ
热辐射
热射线包括：
可见光：0.4—0.8ｕｍ（0.4—0.76ｕｍ） 近红外线：0.8—25ｕｍ 远红外线：25—100ｕｍ
图8－1 电磁波的波谱
热辐射
⒋辐射换热：物体间以热辐射的方式进行的热 量传递过程（物体间辐射与吸收的总效果）
⒌辐射动平衡：温度相等（或不变），物体间 的辐射换热量为零（物体的辐射等与吸收）， 但辐射与吸收仍在进行
板1 板3 板2
图8-7 遮热板原理
如：在黑度都为0.8的两个平板之间插入一块黑 度为0.05的遮热板，可使辐射换热量减少到原来的 1／27。
热辐射
§4气体辐射与火焰辐射
一、气体辐射的特点
气体的辐射与固体、液体的辐射相比，具有以下特点：
1.气体的辐射能力和气体的性质有关
不同气体的辐射能力不同，单、双原子气体的辐射 能力是微不足道的，可以忽略不计，三原子、多原子气 体的辐射能力很强，不能忽略，气体的辐射主要就是三 原子和多原子气体的辐射。
“E”——实际物体的辐射力 （W／㎡）
“2.E辐0”射—的—四黑次体的方辐定射律力：绝对黑（体W／的㎡辐）射力与其 绝对温度的四次方成正比
E0＝C0（T／100）4
（W／㎡）
C0——黑体的辐射系数 （C0＝5.67W／㎡.K4） T——黑体表面的绝对温度 K
热辐射
3.黑度：实际物体的辐射力与同温度下绝 对黑体的辐射力之比
) 4｝
板1 板2
图8-6 两无限大平 板之间的换热
w/m2
热辐射
2.对于两相互平行的无限大平壁系统黑度εn
εn=
1
1
ε1
+
1
ε2
-1
因为ε1和ε2都小于1， 所以εn也小于1。
3.对于面积为A(m2）的辐射换热量
Q12= 1 ε1
AC0
+
1
ε2
｛
-1
(
T1 100
4
)－
(
T2 100
) 4｝
W
热辐射
热辐射
2.气体的辐射和吸收对波长具有选择性
图8－8 CO2 和H2O的主要吸收谱带
试验发现，气体不象一般固体那样具有连续的辐射光 谱，而只是在某些波段范围内才有辐射和吸收的能力，这 些波段称为“光带”。在光带之外，气体的辐射和吸收能 力等于零。
热辐射
3.气体的辐射和吸收是在整个容器中进行的
固体、液体的辐射和吸收是在表面薄层内进行的， 气体的情况则与此截然不同。对于工业中所能遇到的气 体层厚度来说，气体容积内 的任何地方发出的辐射能总 有一部分可以到达气体的界 面上，同样，投到气体界面 上的外来辐射能可以传播到 气体容积内的一切地方去。
⒈吸收率
被物体吸收的辐射能 占投射到物体上的总辐 射能的百分数。
α＝Q吸／Q投
热辐射
二、辐射的吸收、反射与穿透
外来的热射线投射到物体表面时其辐射能总是部分 被物体吸收、部分被物体反射、部分穿透物体。
1.吸收率 2.反射率
被物体反射的辐射 能占投射到物体上的总 辐射能的百分数。
ρ＝Q反／Q投
图6－2 物体的电磁波的吸收、反射与穿透
⑵对于不含颗粒的气体：
ρ＝0
∴α＋τ＝1
晴天时τ＝1 起雾时α大， τ小。
热辐射
几个概念
⑴τ＝1，即落在物体上的辐射能可以全部穿透物体， 这类物体成为透明体。
如不含CO2和H2O等三原子的空气就是透明体。
⑵ρ＝1，即落在物体上的辐射能全部被反射出去。
镜体
白体
图6-3 镜反射
图6-4 漫反射
热辐射
热辐射
⑴电磁波的性质取决于波长和频率在热辐射中用波长 来描述电磁波。 ⑵热辐射的大小直接取决于温度，理论上热辐射发出 的电磁波的波长为0—∞ｕｍ。 ⑶其中从0.4—1000ｕｍ范围内的电磁波投射到物体上 能被物体吸收而转变成热能。
热射线：在热辐射中起主要作用的电磁波（射线）。
热射线包括：
可见光：0.4—0.8ｕｍ（0.4—0.76ｕｍ） 近红外线：0.8—25ｕｍ
如：为削弱辐射换热凃银铝涂料，可以减小表面 黑度。在保温瓶上凃银铝涂料。
热辐射
2.采用遮热板
如图所示：加装一块材料相同的遮 热板时，辐射换热量减少为原来的 1／2。
当加装ｎ块遮热板时，换热量
T3
T1
T2
α1
α2
源自文库
ε1
ε2
A
A
减少为原来的1／（ｎ＋1）。若选 用表面黑度很小的材料做遮热板时， 会使遮热效果更好。
热辐射
一、两无限大平行平板间的辐射换热
如图所示：为两个无限大平行平板间
T1
T2
辐射换热的示意图，两个平板的温度、 α1
α2
吸收率、黑度分别为T1、α1、ε1 和 T2、 ε1
ε2
α2、ε2 且T1＞T2
A
A
1.辐射换热热流密度的计算公式为
q12=
1
ε1
C0
+
1
ε2
｛
-1
(
T1 100
4
)－
(
T2 100
｛
(
T1 100
4
)－
(
T2 100
) 4｝
-）1
W
热辐射
2.系统黑度的计算
ε12=
1
ε1
1 + AA（21 ε21
-1）
特殊地：
⑴当A1＜＜A2
,则
A1 A2
≈0
此时有ε12=ε1
Q12= ε1 A1C0
｛
(
T1 100
4
)－
(
T2 100
) 4｝
热辐射
⑵当A1=
A2 ,则
A1 A2
=1
（两平行平板间的换热）
⒍辐射换热的特点
⑴热辐射是一切物体的固有属性，只要物体具有一定的 温度，物体表面就在不断的向外发射能量。（一切物体 都在不断的向外辐射能量）。 ⑵辐射能可以在真空中传播（不依赖于媒介物质）。 ⑶辐射换热过程伴随着能量形式的转换。
热辐射
二、辐射的吸收、反射与穿透
外来的热射线投射到物体表面时其辐射能总是部分 被物体吸收、部分被物体反射、部分穿透物体。
1.吸收率 2.反射率 3.穿透率
∵ Q投＝Q吸＋Q反＋Q穿
∴
α＋ρ＋τ＝1
图6－2 物体的电磁波的吸收、反射与穿透
α、ρ、τ的数值与物体的性质、温 度及表面状况有关。
热辐射
⑴对于大多数的固体和液体：
τ＝0
∴α＋ρ＝1
1）物体的表面颜色对可见光的吸收呈强烈的选择性。 2）可见光可以穿透玻璃。（温室效应）
1.内容：任意物体的辐射力与其吸收率之比，恒 等于同温度下绝对黑体的辐射力，且只与温度有 关，与物体的性质无关
E1 α1
=
E2 α2
=…=
En αn
= E0
第6章
热辐射
2.由基尔霍夫定律得出的结论
⑴物体的辐射力大，其吸收率也大（换句话说，善于吸 收的物体，也善于辐射) 。
⑵因为所有实际物体吸收率都小于1，所以同温度下绝对