第七章热辐射基本定律2.ppt

在与实际物体表面的辐射力相同的温度下，黑体辐射力的比率称为黑度(发射率)。总发射率，黑度与物体表面本身的发射特性有关，即与物体种类有关，与其表面特性有关，与物体温度有关，以及与物体外部情况无关。单色发射率，在与实际表面单色辐射力相同的温度下，黑体表面单色辐射力的比率，即发射率与单色发射率的关系，定义了发射率，物体表面在特定方向的方向辐射力和该方向黑体发射力的比率。此外，如果对象在特定方向的发射强度与在该方向的相同温度黑体辐射的发射强度之比，即实际对象的方向辐射力遵循兰伯特的定律，则该对象表面可以称为扩散表面。黑体表面就是扩散表面。如果实际对象是漫反射曲面，则方向发射率必须等于常数，无论角度如何。实际上，真正的物体不是暖气片。也就是说，在空间的所有方向上辐射强度的分布是不符合兰伯特定律的方向角的函数。对于非金属曲面，显示各向同性辐射特性的常量值，60后黑色急剧下降，而对于金属曲面，即使在较小角度范围内，具有各向同性发射的特性，方向黑度也可以视为恒定，随着角度的增大，方向黑度会急剧增加，直到接近90为止。单色的方向发射率、多个金属导体方向不同的方向发射率实际物体的发射率、实验结果实际物体的辐射力与热力学温度的4次方不严格成正比，但工程计算认为所有实际物体的辐射力与热力学温度的4次方成正比，因此所做的修改包括通过实验方法确定的发射率。示例想计算碳化硅涂层表面在7-4: 1400 温度下的辐射力。解决方案：表7-2在1010 1400 下正确调查时，碳化硅的n=0.82 0.92，因此1400 的n等于0.92。也就是说=n=0.92，辐射力为：示例7-5: 2500K钨丝的法线单色发射率计算出发射力和发光效率，如图所示。解决方案：由于钨丝是分散表面，因此如果可以从表7-1确认：(2)计算可见范围内的辐射能，并且可见光的波长为0.38 0.76 m，并且可以从表7-1确认：可见范围内的辐射能为：发光效率为：可见光的效率很低。7-4实际物体的吸收率和基尔霍夫定律，1，黑体的吸收特性，吸收比表示物体吸收入射辐射的能力。吸收率可以分为4种。所有方向和波长的入射辐射的吸收率，称为总吸收率(吸收率)，用b表示。在所有方向上一个波长入射辐射的吸收率，称为单色吸收率，用b表示。来自一个方向的所有波长入射辐射的吸收率，称为方向吸收率，用b表示。来自一个方向特定波长的辐射的吸收比称为单色方向吸收比，用b表示。黑体是所有波长和所有方向入射辐射的吸收率为1的理想吸收体。黑体中：2，实际物体的吸收-灰色物质，实际物体表面对热辐射的吸收，被投入到辐射中。实际物体对入射辐射的吸收率称为该物体的吸收率。物体对特定波长的辐射能吸收的百分比被定义为光谱吸收比，并以()记录。辐射源温度对吸收率的影响是因为实际物体的单色吸收率不等于常数。物体表面的吸收特性不仅与物体的物质结构、表面特性和温度条件有密切关系，而且与注入辐射的辐射能的漂移和温度的变化也有密切关系。物体的光谱吸收比随波长变化的特性称为光谱吸收的选择性，该特性在工业农业中应用广泛。假设投入的辐射来自黑体表面2，吸收表面1的吸收率可以定义为：对物体表面黑体辐射的单色吸收比(光谱吸收比)、实验结果表明黑体辐射的单色吸收比随黑体温度变化的关系，如下图所示，如果投入的放射性物质不来自黑体，则需要研究物体表面单色吸收率随投入的辐射波长变化的规律。如果物件表面的单色吸收率固定，则吸收率也是常数。在热辐射分析中，单色(光谱)吸收比被定义为与波长无关的物体。灰色物质也可以认为是理想的辐射表面，实际表面在一定条件下具有灰色物质的特性。灰白色体是从物体表面入射辐射的吸收特性定义的，在给定辐射等强辐射的情况下，被认为是漫反射表面，即漫反射灰色表面，即漫反射灰色表面。漫射灰色表面的方向发射率和方向吸收率与方向无关，单色发射率和单色吸收率与波长无关，因此，所有方向和所有波长入射辐射的吸收率是恒定的，发射的辐射与所有方向和所有波长黑体辐射的恒定份额相同。3实际物体的辐射和吸收之间的关系-kirchoff的定律假设两个平行板之间的距离很近，从一个板发出的辐射能都落在另一个板上。如果板1是黑体表面，则板2是任意物体的表面。辐射力、吸收率和表面温度分别为Eb、b (=1)、T1、e和T2。板2的辐射能e全部被板1吸收，板1的辐射能Eb仅被板2吸收，板2的能量收入和支出如下：系统处于热平衡时，T1=T2，q=0，因此，或者将此关系扩展到任意对象。这两种表达式是基尔霍夫定律的两种不同数学表达式。因此，基尔霍夫定律可以表示，在热平衡条件下，所有物体对黑体辐射吸收率的辐射率和黑体的辐射力总是等于在同一温度下黑体的辐射力。热平衡时任意物体对黑体的吸收比等于该物体在相同温度下的发射率。基尔霍夫定律是在物体和黑体辐射的热平衡条件下导出的。实验结果表明，只要表面之间存在辐射，对于漫反射表面，辐射与方向无关，对于灰质，单色的吸收率不会随着波长而变化，因此衍射的吸收率与发射率和注射源的温度无关，无论物体是与外界的热平衡状态，还是发射器来自黑体，都存在。也就是说，会合无条件满足基尔霍夫定律。说明(1)基尔霍夫定律有多种不同级别的表示，概括为下表；(2)对于工程计算，假设为灰色体，只要在研究的波长范围内单色吸收率基本上与波长无关。在项目的典型温度范围(2000K)内，许多工程材质都具有这些特性。(3)根据基尔霍夫定律，物体的辐射力越大，吸收力也越大。也就是说，能辐射的物体吸收能力好，反之亦然。因此黑体的辐射力在相同的温度下是最大的。(4)研究太阳能量对物体表面的吸收时，一般不应该把物体用作灰质。也就是说，在室温下，物体的发射率不能用作太阳能的吸收率。示例7-6:火床墙的内部温度为500K，光谱发射率近似如下：1.5m时，()=0.1；=1.510m时()=0.5；当m时()=0.8。(非灰色物质)；炉壁内壁受燃烧的煤层辐射，煤层温度为2000K。以煤层的辐射为黑体辐射，火墙为漫反射表面，计算了火墙发射率及煤层辐射的吸收率。分析：(1)，调查表，调查表，因此，(2)吸收率定义：有：因为炉壁分布。其中，辐射函数为2000K以下的值：调查表7-1-2:其中(t1)=0.61，(t1，T2)=0.395。这是因为在研究的波长范围内，它不是()常数。，确定：和示例7-7:已知吸收率和单色吸收率之间的关系为g表示单色投影辐射，g=EB(，t