工程传热学(华中科大)07辐射换热
工程传热学(华中科大)07辐射换热
传热学：第七章 辐射换热 第七章 辐射换热 热辐射是不同于热传导和热对流的另一种热量传递方式，它不需要通过任何介质来 实现热量的传递，而是由物体直接发出热射线来达到能量传递的目的。显然，研究热辐射 就会采用与其它两种热量传递方式不同的分析和处理办法。在这一章中，我们从黑体辐射 的研究入手，讨论黑体辐射的基本定律及其辐射换热的规律，进而讨论实际物体的辐射和 吸收特性以及辐射换热的计算方法。 7-1 热辐射的基本概念 1 物体的热辐射特征 辐射是物体以光的形式向外发出能量的过程，常称为电磁辐射。一般而言，辐射的能 量特征可以用普朗克（Planck）光量子假说予以解释，而其传播特征可以由麦克斯威尔 （Maxwell）电磁场理论来解释。电磁辐射的波长范围很广，从长达数百米的无线电波到 小于 10-14 米的宇宙射线，图 7-1 给出了各种电磁波的波长分布。这些射线不仅产生的原因 各不相同，而且性质也各异，由此也构成了广泛的围绕电磁辐射现象的科学和技术领域。 这里我们无意去讨论各种辐射过程，仅仅对由物质的热运动而产生的电磁辐射，以及因这 些电磁辐射投射到物体上而引起的热效应感兴趣。我们把这一部分电磁辐射称为热辐射， 其射线的波长范围在 0.3-1000μ（微米）之间，这就是通常所说的可见光和红外线部分的 电磁辐射。物体的温度只要高于绝对零度（0 K）就会发出热射线使其内能减小，从而使 其温度下降；而物体接受热射线后内能就会增加，也就表现出温度升高，这就是所谓电磁 辐射引起的热效应。实际上，环境中的物体随时都处于辐射平衡状态之中，也就是物
体在 发射热辐射和接受热辐射的综合作用下保持某一个平衡温度。 紫外线 可 见 光 红外线 无线电波 γ射线 X 射线 10-8 10-6 10-4 10-2 10-1 100 101 102 104 106 108 图 7-1 电磁辐射波谱分布图 138
