辐射换热PPT课件

1、1,一、热辐射的概念 1、热辐射的概念 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（电磁波能）的现象称之为热辐射,6.3 辐射换热,2,8.1 热辐射的概念和基本定律,一、热辐射的概念 热射线： 波长 之间的电磁波称为热射线，它们投射到物体上能产生热效应。 热射线包括部分紫外线、可见光、部分红外线,3,1、太阳的温度约5800K，可见光波长范围约： （ ） 2、工程实际中所遇到的温度在2000K以下，大部分热射线的范围为： 为红外线辐射,4,8.1 热辐射的概念和基本定律,一、热辐射的概念 2、热辐射的特点 （1）无需媒介物质，可以在真空中进行热量传播。 （

2、2）热辐射过程中不仅有能量的转移，而且还伴随着能量的转换，即发射时由热能转变为辐射能，吸收时又由辐射能转换为热能,5,8.1 热辐射的概念和基本定律,一、热辐射的概念 2、热辐射的特点 （3）导热和对流换热是热量传递的单向过程，而热辐射是发射和接收同时进行的双向过程。 （4）任何物体的温度只要高于0K，都可以不 停地向外发射电磁波,6,3、吸收、反射和透射,7,3、吸收、反射和透射 1、吸收率 物体吸收辐射能的能力。 绝对黑体： 如：烟煤、雪。 2、反射率 物体反射辐射能的能力。 绝对白体： 如：磨光的金属表面。 3、透射率 物体透过辐射能的能力。 绝对透明体： 如：绝对干燥的空气,8,黑 体

3、 模 型,9,说明： （1）黑体和白体是针对红外线而言的，与光学上的黑白不同。如：白布和黑布的吸收率差不多，在室内的感觉是一样的。 （2）在太阳光下，白布的吸收率比黑布的小，在室外穿浅色衣服比较凉快,10,3、吸收、反射和透射 对大部分工程材料（固体）：不是透热体，即 对气体：反射率为0，即： 水蒸气、二氧化碳气体等，只能部分地吸收一定波长范围内的辐射能,11,4、辐射力 辐射力 ：指在单位时间内物体单位表面积上向半球空间所有方向发射的全部波长范围内的总能量。 物体的辐射力， ； 物体辐射出去的总能量，W； 物体表面积，,12,4、辐射力 辐射力与物体的材料性质和温度有关。 对于同一种材料，辐

4、射力随温度的增加而增加。 对于不同材料的物体，即使温度相同，其辐射力也是不相同的。 黑体有最大的吸收能力，也有最大的辐射能力,13,5、灰体和黑度 1、灰体：其发射和吸收辐射与黑体在形式上完全一样，只是减小了一个相同的比例,实际物体可近似 地认为为灰体,14,5、灰体和黑度 2、黑度 ：实际物体的辐射力与同温度下黑体的辐射力之比，称为实际物体的黑度（也称为物体的发射率）。 黑度的物理意义在于：表明物体的辐射力接近黑体的程度。物体的黑度是物体的一种性质，只与物体本身情况有关。（表8-1,15,五、太阳能,16,17,五、太阳能,18,19,20,五、太阳能,21,22,太阳能空调,23,四、气体的辐射换热 不同的气体，吸收和发射的能力不同。 单原子和分子结构对称的双原子气体（如空气），几乎没有吸收和发射能力，可视为完全透热体。 不对称的双原子和多原子分子（如水蒸气、二氧化碳等），则具有相当大的吸收和发射能力,24,四、气体的辐射换热 1、气体辐射与吸收的特点 （1）气体辐射和吸收对波长有选择性（表8.3）； （2）气体的辐射和吸收是在整个容积内进行的,25,26,四、气体的辐射换热 2、温室效应 地球在接受太阳短波辐射的同时，会不断向外发射长波辐射。大气层中二氧化碳、水蒸气等对短波辐射具有透过性，而对长波具有吸收和反射能力，因而导致