42 8.4 实际物体对辐射能的吸收与辐射关系.pptx

第1页：实际物体对辐射能的吸收与辐射关系

8-4 实际物体对辐射能的吸收与辐射关系：本页为《传热学》课程课件封面，标示课程名称与本讲主题。

第2页：-4实际物体对辐射能的吸收与辐射的关系•

8-4实际物体对辐射能的吸收与辐射的关系•为什么要研究实际物体吸收特性？

黑体实际物体通过热辐射交换热量辐射与吸收之间的收支情况•吸收特性与辐射特性之间有什么关系？

第3页：投入辐射G一实际物体的吸收特性2吸收比α

1投入辐射G一实际物体的吸收特性2吸收比α单位时间内从外界投射到单位表面积上的总辐射能物体对投入辐射所吸收的百分数，通常用α表示，即•不仅取决于物体自身•还取决于投入辐射的特性复杂！

！

！

第4页：光谱吸收比αλ•物体对某一特定波长的辐射

3光谱吸收比αλ•物体对某一特定波长的辐射能所吸收的百分数•单色吸收比•实际物体的选择性吸收的特性

第5页：

第6页：根据前面的定义可知

根据前面的定义可知，物体的吸收比除与自身表面性质和温度有关外，还与投入辐射按波长的能量分布有关。

设下标1、2分别代表所研究的物体和产生投入辐射的物体，则物体1的吸收比为＝f( T1，T2，表面1的性质，表面2的性质)投入的总能量吸收的总能量α1＝

第7页：如果投入辐射来自黑体，则上式可变为α

如果投入辐射来自黑体，则上式可变为α1＝f( T1，T2，表面1的性质)

第8页：物体的选择性吸收特性•太阳能集热器•太阳

物体的选择性吸收特性•太阳能集热器•太阳镜、防晒霜等•农业生产•多彩的世界•给工程中辐射换热的计算带来巨大麻烦一般有两种处理方法（1）灰体法（2）谱带模型法

第9页：一般有两种处理方法

一般有两种处理方法（1）灰体法：即将光谱吸收比α(λ)等效为常数，即α=α(λ) =const。

并将α(λ)与波长无关的物体

灰体，与黑体类似，它也是一种理想物体，但对于大部分工程问题来讲，灰体假设带来的误差是可以容忍的；

• （2）谱带模型法：即将所关心的连续分布的谱带区域划分为若干小区域，每个小区域被称为一个谱带，在每个谱带内应用灰体假设。

第10页：灰体•定义：物体的光谱吸收比与波长无关•

4灰体•定义：物体的光谱吸收比与波长无关•好处：对外界一视同仁•理想模型在一般工业温度水平，大多数工程材料均可看成灰体吸收特性与辐射特性之间有什么关系？

第11页：年，Kirchhoff（德国物理学家

1859年，Kirchhoff（德国物理学家，当时25岁）提出了Kirchhoff定律。

二基尔霍夫（Kirchhoff）定律1实际物体的吸收比与发射率之间的关系•黑体：α＝1，ε＝1→α≡ε•实际物体：？

？

？

一个简单的辐射换热模型

第12页：如图所示，板

如图所示，板1为黑体，板2是任意物体，参数分别为Eb、T1以及E、α、T2，则当系统处于热平衡时，有•两块无限靠近的无限大平板之间的辐射换热Kirchhoff’s Law

第13页：黑体投入辐射•系统处于热平衡•ε＝α的条

黑体投入辐射•系统处于热平衡•ε＝α的条件这是没有任何实际意义!什么情况下可以去掉这两个条件呢？

第14页：漫射灰体的吸收比与发射率之间的关系漫射灰

2漫射灰体的吸收比与发射率之间的关系漫射灰体表面α≡ε•发射率：物性参数，与外界无关•吸收比：与波长无关/与外界无关漫灰表面

第15页：Kirchhoff定律的不同表达式3说明

Kirchhoff定律的不同表达式3说明成立条件数学表达式层次无条件光谱，定向漫射表面光谱，半球与黑体处于热平衡或对漫灰表面全波段，半球注：(1)漫射表面：指发射或反射的定向辐射强度与空间方向无关，即符合Lambert定律的物体表面；

• (2)灰体：指光谱吸收比与波长无关的物体，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。

第16页：辐射换热波长范围内，如果α与波长无关

辐射换热波长范围内，如果α与波长无关，则可以看成灰体而不必考虑整个波长范围的情况(习题8-21)工程上大部分材料都具备这一特点√√

第17页：辐射能力越大

辐射能力越大，吸收能力越大•涉及太阳辐射，物体一般不能看成灰体太阳辐射中可见光的比例将近一半，大多数材料对可见光有强烈的选择性

第18页：三温室效应苗圃、花房、温室玻璃的特性

三温室效应苗圃、花房、温室玻璃的特性！

第19页：太阳辐射：0.22μm几乎透过

太阳辐射：0.22μm几乎透过！

• 室内（4050C）：λmax9μm几乎不透明！
• 地球大气与玻璃有些类似气体辐射！