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辐射传热的基本原理

发布时间:2025-01-30 23:36:25

任何物体在发出辐射能的同时,也不断吸收周围物体发来的辐射能。物体辐射出的能量与其吸收的能量之差,就是它传递出去的净能量。物体的辐射能力(即单位时间内单位表面向外辐射的能量)随着温度的升高而迅速增加。一般而言,当一物体受到其他物体投来的辐射能量时,其中被吸收转为热能的部分称为吸收率,被反射的部分称为反射率,透过物体的部分称为穿透率。这些部分与总能量之间存在以下关系:吸收率 + 反射率 + 穿透率 = 1。如果吸收率等于1,反射率和穿透率都等于0,即到达该物体表面的热辐射的能量完全被吸收,此物体称为绝对黑体,简称黑体。如果反射率等于1,吸收率和穿透率都等于0,即到达该物体表面的热辐射的能量全部被反射;当这种反射是规则的,此物体称为镜体;如果是乱反射,则称为绝对白体。如果穿透率等于1,吸收率和反射率都等于0,即到达物体表面的热辐射的能量全部透过物体,此物体称为透热体。实际上并不存在绝对黑体和绝对白体,只有某些物体接近绝对黑体或绝对白体。例如,没有光泽的暗色涂层或黑漆表面接近于黑体,其吸收率为0.97~0.98;磨光的铜表面接近于白体,其反射率可达0.97。影响固体表面的吸收和反射性质的主要因素是表面状况和颜色,其中表面状况的影响往往比颜色更大。固体和液体通常是不透热的。热辐射的能量穿过固体或液体的表面后只经过很短的距离(一般小于1mm,穿过金属表面后只经过1μm),就被完全吸收。气体对热辐射能几乎没有反射能力,在一般温度下的单原子和对称双原子气体(如氩、氦、氢、氮、氧等)可视为透热体,而多原子气体(如CO、H2O、SO2、NH3、CH4等)在特定波长范围内具有相当大的吸收能力。

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