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4、黑体、镜体、透热体和灰体
黑体（绝对黑体）：能全部吸收辐射能的物体，即α=1的物体 镜体（绝对白体）：能全部反射辐射能的物体，即ρ=1的物体 透热体 ：能透过全部辐射能的物体，即τ=1的物体 灰体 ：能够以相等的吸收率吸收所有波长辐射能的物体
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5、固体、液体与气体的热辐射特点
对黑体辐射能力的吸收率α之比，等于同温度 下黑体的辐射能力Eb。
辐射能力仅仅是温度的函数
一切灰体的辐射能力与其吸收率之比，也仅仅是温度的 函数，这是克希霍夫定律的内容之一。
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（二）吸收率与黑度的关系
E
Eb
任何灰体对黑体辐射能的吸收率等于同温度下该灰体的黑度。
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1)
1.当A1/A2≈1时，此公式简化为公式（4－59） 1 A2 2
2.当被包围的物体的表面积A1比包围物的A2很小， A1/A2≈0
此公式变为
A1 ( 1 1) 0
A2 2
C12 1Cb
从上述几种情况可知，两物体表面的黑度愈大，则总辐射
系数就越大，辐射传热速率就越大。
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（二）、 辐射传热速的强化与削弱方法 1.改变物体表面的黑度 2.采用遮热板
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3.灰体（P161）
单色辐射能力：单位表面积、单位时间内的发射某一特定波长 下单位波长间隔向空间辐射的能量。
E dE / d
对任一波长，灰体的单色辐射能力Eλ与黑体的单色辐射 能力Ebλ之比值均等于灰体的黑度ε，及灰体的黑度不随波 长而变化。
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三、克希霍夫定律
第四章 传热
第五节 辐射传热
一、热辐射的基本概念 二、物体的辐射能力与斯蒂芬波尔兹曼定律 三、克希霍夫定律 四、两固体间的辐射传热 五、对流和辐射的联合传热
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一、基本概念和定律
1、热辐射
热辐射 ：物体因热的原因发出辐射能的过程称为热辐射 辐射传热 ：不同物体间相互辐射和吸收能量的综合过程
φ：几何因子或角度系数，表示从辐射面积A所发射出的 能量为另一物体表面所拦截的分数。数值与两表面的形状 、大小、相互位置以及距离有关。
1）、 两无限大而距离很近的平行壁面之间的辐射传热A=A1Fra bibliotekA2, φ=1
C12
1
Cb 1
1
1 2
（4－59）
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2）、 两个面积大小有限且相等的平行壁面，只有部分能 投射到对方的壁面上。
（一）、辐射能力与吸收率的关系
温度T 辐射能力E 黑度为ε 吸收系数为α
αEb
E Eb (1-α)Eb
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温度Tb 辐射能力Eb 黑度为1 吸收系数为1
• 当T＞Tb，灰体损失的热能为E－αEb • 当T＝Tb，灰体损失的热能为E＝ αEb • 得α＝E/Eb • 在热平衡辐射时，任何灰体的辐射能力E与其
表示，单位：W/m2。 E=Q/A
（一）、黑体的发射能力Eb可用斯蒂芬玻尔兹曼定律表示
Eb
T 4
Cb
T 100
4 ——斯蒂芬---波尔茨曼定律
: 黑体的发射常数或斯蒂芬---波尔茨曼常数
5.67 108 w / m2 K 4
Cb :
黑体的发射系数
C b
108 5.67w / m2 K
A=A1=A2, φ＜1，从图4－33（P163)，查φ
C12 1 2Cb
（4－60）
3）、一个物体被另一物体包围的辐射传热。 A用被包围的物体的表面积A1, φ＝1
C12
Cb 1 A1 ( 1 1)
（4－61）
1 A2 2
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讨论此公式应用时的简化
C12
1
Cb A1 ( 1
四、两固体间的辐射传热
(一）、 辐射传热速率的计算
这里只介绍两壁面之间的空间，只有透过率τ＝1的透热性 气体，不考虑在两壁面间有CO2、水蒸气等吸收辐射能的气体。 从高温物体1传给低温物体2的辐射传热速率：
Q12
C12A
T1 100
4
T2
4
100
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C1-2：物体1对物体2的总发射系数，取决于壁面的性质 和两个壁面的几何因素。
绝对黑体的发射能力和绝对温度的四次方成正比。
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（二）、实际物体的辐射能力、黑度与灰体
1.实际物体的辐射能力 黑度（ε发射率）：
黑体辐射能力最大，同一温度下，实际的发射能力与黑
体发射能力的比值 E
E
Eb
Cb
TEb 100
4
E C T 4C 5.67w /(m2 K 4 )
4
改成对流传热系数的形式
QR R A1T1 T2
r
c12
T1 100
4
2、热射线
热射线 ：可见光线和红外光线统称为热射线 •服从反射定律和折射定律 •能在均一介质中作直线传播 •在真空和大多数的气体（惰性气体和对称的双原子气体）中 热射线可以完全透过
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3、热辐射对物体的作用
Q Q Q Q Q Q Q 1 QQQ
1
Q
Qρ
Qα Qτ
α=Q α /Q ——物体的吸收率 ρ=Q ρ /Q ——物体的反射率 τ=Q τ /Q ——物体的透过率
100
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2.黑度ε
黑度表示实际物体的辐射能力接近黑体辐射能力的 程度，实际物体的黑度大，其辐射能力就大。
实际物体的黑度只与自身状况有关，包括表面的 材料、温度及表面状况（粗糙度、氧化程度）。
粗糙表面黑度大 氧化表面的黑度比非氧化表面高一些 金属的黑度随温度升高略有增大。 非金属的黑度一般较大，在0.85～0.95之间。
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五、辐射、对流联合传热
设备的热损失等于对流传热和辐射传热之和 。 由于对流散失的热量 ：
QC c A1T1 T2
由于辐射而散失的热量 ：
Qr
c12
A1
T1 100
4
T2
4
100
∵设备向大气辐射传热， 1
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Qr
c12
A1
Tw 100
4
T 100
1.固体与液体的辐射特点：透射率τ=0， α + ρ =1 固体和液体表面情况对热辐射的影响较大。 2.气体的辐射特点：气体发射和吸收的热辐射能都是在整个气 体容积内沿射线行程进行的。
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二、物体的发射能力---斯帝芬-波尔茨曼定律
物体发射能力： 物体在一定的温度下，单位表面积、单位 时间内所发射的全部波长的总能量。用E