輻射換熱思考題答案

輻射熱射測試故障排除1.黑體是什么？為什么要在輻射傳熱中引入這個概念？答：吸收比的物體稱為黑體，黑體是理想化的物體，黑體輻射的特性反映了物體的輻射向波長、溫度和方向變化的規(guī)律，這為研究實際物體的輻射提供了理論依據和簡化分析基礎。2.溫度均勻的空腔壁上的小孔具有黑體輻射的特性。那么，共同內部的輻射也是黑體輻射嗎？答：空間的內壁不一定是黑體輻射，小孔表示黑體特性的原因是輻射在孔內經過多次吸收和反射過程，從小孔流出的能量很小。3.定義輻射力時，為什么要加上“半球空間”和“電波場”的解釋？答：因為輻射表面的半球空間每個立體角都有輻射表面的輻射能，輻射能形式各有不同的波長。鮑魚絲需要包含從表面發(fā)射的總能量，因此添加了“半球空間”和“總波長”的說明。黑體的輻射能如何隨著波長分布？在光譜輻射力的單位中，“m3”是什么意思？答：黑體輻射可以根據波長的分布遵循普朗克定律，在光譜輻射力單位中，分母“m3”表示單位面積m2和單位波長m的含義。黑體的輻射能如何根據空間方向分布？定向輻射強度與空間方向無關是否意味著黑體的輻射能均勻分布在半球空間各方之上？答：黑體輻射可以沿著空間方向遵循蘭伯特的定律。定向輻射強度與空間方向無關，并不意味著黑體輻射可以均勻分布在半球空間當事人上。發(fā)射強度是指單位可見區(qū)域的輻射能，可視區(qū)域取決于方向。也就是說，方向輻射力不同。什么是光譜吸收率？如何解釋在不同的光源照射下，物體經常呈現不同的顏色？答：所謂的光譜吸收率是指物體對特定波長的吸收份額，物體的顏色是物體對光的某些波長的強烈反射，由于光的光譜不同，所以物體呈現不同的顏色。7.一般物體的吸收率等于發(fā)射率的條件是否成立？答：在與黑體的熱平衡狀態(tài)下，黑體輻射的吸收比等于該物體在相同溫度下的發(fā)射率。8.闡述了重新定義和重新引進簡化對項目輻射傳熱計算的意義。答：與光譜吸收率和波長無關的物體稱為灰色體，灰色體的吸收率在一定溫度下等于發(fā)射率，如果將真實物體視為灰質，則無需考慮輻射的特性，可以大大簡化輻射熱計算。9.已知物質a，b的光譜吸收率和波長的關系通過估計這兩種物質的發(fā)射率隨溫度變化的特性來說明原因。答：根據基爾霍夫定律：韋恩的位移定律：a的光譜吸收比隨波長的增加而降低。也就是說，它能很好地吸收短波輻射，并且能很好地發(fā)射短波輻射，因此如果溫度升高，發(fā)射率可能是金屬材料。b的光譜吸收比隨著波長的增加而增加。也就是說，它能很好地吸收長波輻射，能很好地發(fā)射長波輻射，所以溫度越高，發(fā)射率就越低，可能是非金屬材料。10、討論角度系數的定義?！敖嵌认禂怠钡慕Y論是以什么為前提的？a:曲面1發(fā)出的輻射能落在曲面2上的份額稱為曲面1對曲面2的角度系數?！敖嵌认禂怠钡慕Y論是在物體表面特性和表面溫度均勻，物體輻射遵循蘭伯特定律的前提下確定的。11、角度系數的特征是什么？這些特性的物理背景是什么？答：角度系數具有相對性、完整性和可加性。相對性是在兩個對象處于熱平衡時凈輻射熱交換為零的條件下推導出來的；完整性反映了由多個表面組成的封閉系統(tǒng)，任何表面產生的輻射能都落在封閉系統(tǒng)的每個表面上?？杉有员硎緩那?發(fā)射并落在曲面2上的總能量等于落在曲面2上的輻射能量之和。12、為什么在計算表面和外部世界之間的凈輻射熱時使用封閉型腔的模型？答：這是因為表面和外部的輻射傳熱包括從該表面向空間的所有方向發(fā)射的輻射能和從所有方向流入表面的輻射能。13、實際表面系統(tǒng)與黑體系統(tǒng)相比，輻射熱傳熱計算增加了什么復雜性？答：實際表面系統(tǒng)的輻射換熱在表面之間有多次重復的反射和吸收，光譜輻射力不遵循普朗克定律，光譜吸收比與波長相關，輻射能與空間的分布不遵循朗伯定律，這給輻射傳熱計算帶來復雜性。14、什么是表面的自輻射、注入輻射和有效輻射？有效輻射的引入對灰質表面系統(tǒng)的輻射傳熱計算有什么影響？答：物體的熱力學可以改變的輻射稱為磁輻射，到達輻射表面的輻射稱為投入輻射，離開輻射表面的輻射稱為有效輻射，引入有效輻射的概念，可以在輻射熱計算中避免多個吸收和反射的復雜性。15、對于溫度已知的多表面系統(tǒng)，請總結每個表面凈輻射熱交換的基本步驟。A: (1)繪制記錄節(jié)點輻射力、表面熱阻和空間熱阻的輻射網絡圖。(2)寫出由中間節(jié)點方程組成的方程。(3)求解方程，得到各點的有效輻射。(4)通過終點輻射力和表面熱阻計算每個表面的凈輻射熱交換。16、什么是輻射表面熱阻？什么是輻射空間熱阻？你怎么知道網絡法的實際作用？答：由于輻射表面特性而產生的熱阻稱為輻射表面熱阻，由于輻射表面形狀和空間位置而產生的熱阻稱為輻射空間熱阻，網絡方法的實際作用是說明實際對象表面之間輻射傳熱的明確物理概念，并提供介紹的解決問題的方法。17、試一下下面長通道的角度系數。解決方案：18、兩種材料a和b的吸收光譜(例如，如果選取其中一種材料做為太陽能集熱器表面蓋)，應選取哪些材料？怎么了？答：您必須選擇a材料。太陽輻射的能量中有99%集中在短波區(qū)域。如圖所示，由于a材料的短波吸收率為0.85(波長3以下)，b材料的短波吸收率為0.05(波長3以下)，因此a材料對太陽輻射的吸收率很大，因此必須選擇a材料作為太陽能集熱器的表面復蓋