輻射
由於自身溫度或熱運動的原因而激發產生的電磁波傳播稱為熱輻射。
1.熱輻射的本質和特點
(1)不依靠物質的接觸而進行熱量傳遞。
(2)輻射換熱過程伴隨著能量形式的兩次轉化,即物體的部分內能轉化為電磁波能發射出去,當此電磁波能射到另一物體表面而被吸收時,電磁波能有轉化成內能。
(3)凡是溫度高於絕對零度(0K)的物體都能發射輻射能。
2.物體的輻射特性
物體按其輻射特性分為黑體、灰體和選擇性輻射體(非灰體)三大類。
黑體:能發射全波段的熱輻射,在相同的溫度條件下,輻射能力最大。
灰體:如果—個物體在每一波長下的單色輻射力與同溫度、同波長下黑體的單色輻射力的比值為—常數,這個物體稱為灰體。
選擇性輻射體(非灰體):此類物體的單色輻射力與黑體、灰體截然不同,有的只能發射某些波長的輻射線。
全輻射力E(輻射本領,全輻射本領):在單位時間內、從單位表面積上以波長0~的全波段向半球空間輻射的總能量,單位:W/㎡
(5)單色輻射力Eλ(單色輻射本領):單位時間內從單位表面積向半球空間輻射出的某一波長的能量,單位:W/(㎡·μm)。
3.物體對外來輻射的反射、吸收和透射
4.影響材料吸收率、反射率、透射率的因素
材料吸收率、反射率、透射率與物體的性質、溫度和表面狀況有關,還和透射能量按波長的分布有關。
注意,對於任一特定的波長,材料表面對外來輻射的吸收係數與其自身的發射率或黑度在數值上相等,即ρ=ε,所以材料的輻射能力越大,它的吸收能力也越大。
物體對不同波長的外來輻射的反射能力不同,對短波輻射,顏色起主導作用;但對長波輻射,材性(導體還是非導體)起主導作用。例如,在陽光下,黑色物體與白色物體的反射能力相差很大,白色反射能力強;而在室內,黑、白物體表面的反射能力相差極小。
常溫下,一般材料對輻射的吸收係數可取其黑度值,對來自太陽的輻射,材料的吸收係數並不等於物體表面的黑度。
玻璃作為建築常用的材料屬於選擇性輻射體,其透射率與外來輻射的波長有密切的關係。易於透過短波而不易透過長波是玻璃建築具有溫室效應的原因。
5.輻射換熱量
物體之間,以輻射形式進行熱量交換稱為輻射換熱。兩表面間的輻射換熱量主要與表面的溫度、表面發射和吸收輻射的能力、表面的幾何尺寸與相對位置有關。
責任編輯:瑪門