辐射是一种以电磁波传播能量的现象。物体会因各种原因发出辐射能。其中因热的原因而发出辐射能的过程称为热辐射(radiant heat transfer)。特点:
1、被传递的能量称为辐射能,物体在向外发射辐射能的同时,也会不断地吸收周围其它物体发射的辐射能,并将其重新转变为热能。
2、热辐射与热传导和对流传热不同,辐射不仅是能量的转移而且伴有能量形式的转化。
3、辐射能可以在真空中传播,不需要任何物质作媒介。
4、液体和气体也能以辐射的方式传递热量。
5、热辐射和光辐射的本质完全相同,不同的仅仅是波长的范围。
6、热射线和可见光线一样,都服从反射和折射定律,能在均一介质中作直线传播。
7、红外线照射物体能产生热效应。波长在0.1-100微米范围内,热效应最为显著称为热射线。
8、一个高温物体只要温度高于绝对零度(0K),都会不断发射热射线。高温物体辐射给低温物体的能量多余低温物体辐射给高温物体的能量。
9、物体对外来辐射的反应分为反射、吸收和透射。反射+吸收+透射=1.
黑体能完全吸收外来辐射,辐射能力最大。(辐射能力越大,吸收辐射的能力也越大)
白体能完全反射外来辐射。
透明体能使外来辐射完全透射。
灰体是指介于黑体和白体之间的不透明物体。一般建筑物均可视为灰体。
反射系数、吸收系数、透射系数与物体的性质、温度、表面状况和辐射能量波长有关。
物体的反射能力:对于短波辐射表面颜色起主导作用,对于长波辐射导电性起主导作用。
净辐射换热速率公式:q=εδ(T₁4-T₂4)=Q/S
q:单位面积热流密度(w/㎡)
ε:发射率(0~1)(不同物质发射率不同)
δ:斯提芬波尔赫兹常数[5.67*10-8w/(m²•k4)]
T₁:辐射表面1温度(k)
T₂:辐射表面2温度(k)
Q:热量(w)
S:面积(㎡)
*以上的4均为4次方。
应用1:
对于建筑物来讲,外围护结构外表面涂成白色或浅色调并且光滑,可以减少对于太阳热辐射的吸收。玻璃易于透过短波不易透过长波。
应用2:
low-e玻璃作用:夏季遮阳效果更好,冬季保温性能更好。原理图如下: