传热学8热辐射基本定律

热辐射的规律热辐射是一种物体由于其温度而产生的电磁辐射现象，是物体内部分子振动引起的。

根据斯特藩-玻尔兹曼定律，热辐射的辐射能量密度正比于温度的四次方。

这意味着温度越高，辐射能量密度越大，辐射出的光谱也越短波长。

热辐射规律在自然界中随处可见。

太阳作为地球上最重要的热辐射源，发出的热辐射使得地球获得能量并维持生态系统的平衡。

夜晚的星空中，恒星发出的热辐射让我们看到美丽的星光。

地球的大气层也会吸收和辐射热能，形成温室效应，维持地球的温度适宜生命存在。

在工业生产中，热辐射也扮演着重要的角色。

工业炉燃烧产生的热辐射能源被用于加热材料、生产电力等工艺。

人们利用太阳能光伏电池板，将太阳的热辐射转化为电能，实现清洁能源的利用。

在日常生活中，我们也可以感受到热辐射的存在。

炉灶上的火焰、电热水壶的加热、暖气片散发的热量，都是热辐射的表现。

我们在冬天里暖暖的被窝中感受到的温暖，也是热辐射的结果。

热辐射不仅存在于宏观世界中，也存在于微观世界中。

原子和分子之间的振动和旋转运动产生的热辐射被称为分子热辐射。

分子热辐射是一种宏观物体所不具备的微观现象，它在大气层的能量传递中起着重要作用。

热辐射的规律性使得人类能够利用热能进行生产和生活。

人们通过深入研究热辐射的特性，不断开发新的利用方式和技术，以提高能源利用效率，减少环境污染。

热辐射作为一种基本的物理现象，贯穿于人类社会的各个领域，为人类的发展和进步提供了重要支撑。

总的来说，热辐射的规律性在自然界和人类社会中都具有重要意义。

通过深入研究热辐射现象，人类可以更好地理解能量的传递和转化规律，为可持续发展和环境保护提供重要的科学依据。

希望未来能够进一步挖掘热辐射的潜力，开发更多高效、清洁的能源利用方式，为人类社会的可持续发展做出更大贡献。

传热学主要知识点1.热量传递的三种基本方式。

热量传递的三种基本方式：导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。

2．导热的特点。

a 必须有温差；b 物体直接接触；c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量；d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。

3.对流（热对流）(Convection)的概念。

流体中（气体或液体）温度不同的各部分之间，由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。

4对流换热的特点。

当流体流过一个物体表面时的热量传递过程，它与单纯的对流不同，具有如下特点：a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程b 必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；也必须有温差c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层 5.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。

[]W )(∞-=t t hA Φw []2m W )( f w t t h AΦq -==6. 热辐射的特点。

a 任何物体，只要温度高于0 K，就会不停地向周围空间发出热辐射；b 可以在真空中传播；c 伴随能量形式的转变；d 具有强烈的方向性；e 辐射能与温度和波长均有关；f 发射辐射取决于温度的4次方。

7.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。

导热系数：表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，与材料种类和温度关。

表面传热系数：当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量。

影响h因素：流速、流体物性、壁面形状大小等。

传热系数：是表征传热过程强烈程度的标尺，不是物性参数，与过程有关。

常温下部分物质导热系数：银：427；纯铜：398；纯铝：236；普通钢：30-50；水：0.599；空气：0.0259；保温材料：<0.14；水垢：1-3；烟垢：0.1-0.3。

8.实际热量传递过程：常常表现为三种基本方式的相互串联/并联作用。

9.复杂传热过程Upside surface: adiabaticDownside surface: adiabatic xair LL 2L A/4A/4A/2第一章导热理论基础1傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的意义。

名词解释这些名词解释都是学长自己从传热学课本中总结的，课本上有的基本上都在这里。

绪论：1.传热学：传热学是研究温差作用下热量传递过程和传递速率的科学。

2.热传递：自然界和生产过程中，在温差的作用下，热量自发地由高温物体传递到低温物体的物理现象。

3.导热（热传导）：是指物体各部分五项队位移或不同物体直接接触时依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。

（固液气中均可发生，但是在引力场的作用下，单纯的导热一般只发生在密实的固体中）4.热流密度q：单位时间内，通过物体单位横截面积上的热量——W/㎡。

5.热导率（导热系数）：单位厚度的物体具有单位温度差时，在它单位面积上每单位时间的导热量——W/(m*K)。

6.导热热阻：温度差的情形下，导热过程中，物体抵抗传热的能力——K/W。

7.对流（热对流）：在流体内部，仅依靠流体的宏观运动传递热量的现象称为热对流。

8.对流传热：工程上，流体在与它温度不同的壁面上流动时，两者间产生的热量交换，传热学中将这一过程称为“对流传热”过程。

9.表明面传热系数h：单位面积上，流体与壁面之间在单位温差下及单位时间内所能传递的热量——W/（㎡*K）。

10.对流传热热阻：温度差的情形下，对流过程中，物体抵抗传热的能力——K/W。

11.辐射（热辐射）：依靠物体表面对外发射可见和不可见的射线（电磁波，或者说光子）传递热量。

12.辐射力E：物体表面每单位时间、单位面积对外辐射的热量成为辐射力。

13.辐射传热：物体间靠热辐射进行的热量传递称为辐射传热。

14.传热过程：工程中所遇到的冷热两种流体隔着固体壁面的传热，即热量从壁一侧的高温流体通过壁传给另一侧低温流体的过程，称为传热过程。

15.传热系数K：单位时间、单位壁面积上，冷热流体间温差为1K时所传递的热量——W/(㎡*K)。

16.单位面积传热热阻：温度差的情形下，传热过程中，单位面积物体抵抗传热的能力——K/W。

第一章：导热理论基础1.温度场：温度场是指某一时刻物体的温度在空间上的分布，一般来说，它是时间和空间的函数。

第8章 热辐射基本定律和辐射特性（题解）【习题8-3】 把太阳表面近似地看成是K 5800=T 的黑体，试确定太阳发出的辐射能中可见光所占的百分数。

解：K μm 220458003801⋅=⨯=.T λ，K μm 440858007602⋅=⨯=.T λ ()%.F b 191010=-λ，()%.F b 045520=-λ()()()%.%.%.F F F b b b 854419100455122100=-=-=---λλλλ【习题8-4】 一炉膛内火焰的平均温度为500K 1，炉墙上有一看火孔。

试计算当看火孔打开时从孔（单位面积）向外辐射的功率。

该辐射能中波长为μm 2的光谱辐射力是多少？哪一种波长下的能量最多？ 解：小孔辐射看成黑体辐射：25484m W 10872150010675⨯=⨯⨯==-..T E b σ对μm 2=λ的辐射：()()()31015001021043881561651m W 107449110210741931622⨯=-⨯⨯⨯=-=⨯⨯⨯------.e .e c E .T c b λλλ最大辐射能对应波长m λ：31092-⨯=.T m λ，m 109331150010921092633---⨯=⨯=⨯=..T .m λ【习题8-6】 一人工黑体腔上的辐射小孔是一个直径为0mm 2的圆。

辐射力25m W 1072.3⨯=b E 。

一个辐射热流计置于该黑体小孔的正前方m 5.0=l 处，该热流计吸收热量的面积为25m 106.1-⨯。

问该热流计所得到的黑体投入辐射是多少？解：2422m 10141634020141634d -⨯=⨯==...d A π sr 1046501061d d 5252--⨯=⨯==...l S Ω ()()545104610141631416310723d d d d d --⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛==....A E A I b ΩπΩθθΦW 103823-⨯=.【习题8-17】 一漫射表面在某一温度下的光谱辐射强度与波长的关系可以近似地用附图表示，试：（1）计算此时的辐射力；（2）计算此时法线方向的定向辐射强度，及与法向成o 60角处的定向辐射强度。