首页物理学热学工程热力学与传热学 37 8-3 实际物体的辐射特性.ppt

37 8-3 实际物体的辐射特性.ppt

页数:5页文件大小:428.0 KB来源: 工程热力学与传热学ppt课件

本课件先给出铝、黄铜、石棉、混凝土、玻璃、雪与冰等材料的表面发射率数据,说明发射率与物质种类、表面状况和温度有关;随后说明实际物体的光谱吸收比具有选择性,工程常见温度范围内可把大多数材料近似为灰体,并由基尔霍夫定律得出漫射灰体的吸收率等于同温度下的黑度。

材料表面发射率表,列出铝、黄铜、石棉、混凝土、玻璃、雪、冰等材料在不同温度与表面状况下的发射率
实际物体吸收特性页,说明光谱吸收比随波长变化并给出金属导电体的光谱吸收比曲线
吸收选择性思考题页,用温室效应、焊接护目镜与常温物体颜色三个问题说明光谱吸收的选择性
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第1页:实际物体的发射率

8-3 实际物体的辐射特性。ε 为黑度(辐射率、发射率),物体表面发射率与物质种类、表面状况、表面温度等有关。

某些材料的表面发射率
材料名称及表面状况温度 t(℃)发射率 ε
铝:抛光,纯度 98%200~6000.04~0.06
铝:粗制板400.07
铝:严重氧化100~5500.20~0.33
铝:箔,光亮100~3000.06~0.07
黄铜:高度抛光2500.03
黄铜:抛光400.07
黄铜:无光泽板40~2500.22
黄铜:氧化40~2500.46~0.56
石棉:石棉板400.96
石棉:石棉水泥400.97
石棉:石棉瓦400.97
混凝土:粗糙表面400.94
玻璃:平板玻璃400.94
石英玻璃(2 mm 厚)250~5500.96~0.66
硼硅酸玻璃250~5500.94~0.75
雪-12~-60.82
冰:光滑面00.97

本表数值按课件原表顺序录入,温度与发射率两个数值列均来自源文件,若与原课件图表不一致请以原图为准。

第2页:实际物体的吸收特性

二、实际物体的吸收特性:吸收具有选择性,与投射辐射的波长有关。

光谱吸收比(单色吸收率)
取决于吸收表面物质的种类、表面温度和表面状况。

配图为金属导电体的光谱吸收比与波长的关系。

第3页:吸收选择性的生活实例

  • 冬季利用暖房温室种植蔬菜、植物,解释这种温室效应
  • 焊接工人在焊工件时,为什么要戴上一副黑色眼镜?
  • 我们看到的常温物体呈现某一颜色,解释这一现象

配图为玻璃的光谱吸收比与波长的关系及暖房温室示意。

第4页:灰体的概念

三、灰体:对工程计算而言,只要在所研究的波长范围内光谱吸收比基本上与波长无关,灰体的假设即可成立。

  • 工程常见温度范围内(T < 2000 K),辐射能主要集中在红外波段,大多数工程材料对红外线的光谱吸收比随波长变化不大,可近似为常数,因而可看作灰体
  • 大多数物体对可见光的吸收表现出强烈的选择性;研究物体表面对太阳的吸收时,一般不能把物体作为灰体

第5页:基尔霍夫定律

四、Kirchhoff 定律(1859 年):对于漫射灰体表面,吸收率总是等于相同温度下该灰体的黑度。

基尔霍夫定律表明:善于吸收的灰体必善于辐射。

太阳能集热器上的选择性表面涂层材料,对太阳能的吸收率高达 0.9 左右,而自身发射率只有 0.1 左右,有利于吸收太阳能而自身向外辐射很小。

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