热辐射

2016/8/10 11:02:01

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导方式之一。

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。