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什么是热辐射

2013-10-17 16:03:43 本文行家:百科大夫

热辐射,是一种物体用电磁辐射的形式把热能向外散发的热传方式。它不依赖任何外界条件而进行。它是热的三种主要传递方式之一。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。一物体辐射出的能量与吸收的能量之差,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),随温度的升高增加很快。辐射能被物体吸收时发生热的效应,物体吸收的辐射能不同,所产生的温度也不同。因此,辐射是

       热辐射,是一种物体用电磁辐射的形式把热能向外散发的热传方式。它不依赖任何外界条件而进行。它是热的三种主要传递方式之一。

       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。一物体辐射出的能量与吸收的能量之差,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),随温度的升高增加很快。

       辐射能被物体吸收时发生热的效应,物体吸收的辐射能不同,所产生的温度也不同。因此,辐射是能量转换为热量的重要方式。辐射传热(radiant heat transfer)指依靠电磁波辐射实现热冷物体间热量传递的过程,是一种非接触式传热,在真空中也能进行。物体发出的电磁波,理论上是在整个波谱范围内分布,但在工业上所遇到的温度范围内,有实际意义的是波长位于0.38~1000μm之间的热辐射,而且大部分位于红外线(又称热射线)区段中0.76~20μm的范围内。所谓红外线加热,就是利用这一区段的热辐射。研究热辐射规律,对于炉内传热的合理设计十分重要,对于高温炉操作工的劳动保护也有积极意义。当某系统需要保温时,即使此系统的温度不高,辐射传热的影响也不能忽视。如保温瓶胆镀银,就是为了减少由辐射传热造成的热损失。

        一般说来,当一物体受到其他物体投来的辐射(能量为Q)时,其中被吸收转为热能的部分为QA,被反射的部分为QR,透过物体的部分为QD,显然这些部分与总能量之间有下式所示的关系:

       QA+QR+QD=Q如果把A=QA/Q称为吸收率,R=QR/Q称为反射率,D=QD/Q称为穿透率,则有: A+R+D=1若物体的A=1,R=D=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。

       若R=1,A=D=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。

       若D=1,A=R=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。

       实际上没有绝对黑体和绝对白体,仅有些物体接近绝对黑体或绝对白体。

       例如:没有光泽的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,主要是表面状况和颜色,表面状况的影响往往比颜色更大。固体和液体一般是不透热的。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 Ar、He、H2.N2.O2等),可视为透热体,多原子气体(如CO2、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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