物體在向外發射輻射能的同時，也會不斷地吸收周圍其它物體發射的輻射能，並將其重新轉變為熱能，這種物體間相互發射輻射能和吸收輻射能的傳熱過程稱為輻射傳熱。若輻射傳熱是在兩個溫度不同的物體之間進行，則傳熱的結果是高溫物體將熱量傳給了低溫物體，若兩個物體溫度相同，則物體間的輻射傳熱量等於零，但物體間輻射和吸收過程仍在進行。
又稱熱輻射。熱傳遞的一種基本方式。
輻射是一種以電磁波傳播能量的現象。物體會因各種原因發出輻射能。其中因熱的原因而發出輻射能的過程稱為熱輻射。以電磁波的形式發射而在空間傳播，當遇到另一物體則部分地或全部地被吸收，重新又轉變為熱能。熱輻射與熱傳導和對流傳熱不同，輻射不僅是能量的轉移而且伴有能量形式的轉化。此外，輻射能可以在真空中傳播，不需要任何物質作媒介。工業上最重要的熱輻射是固體間的相互輻射，並且只有在高溫下輻射才能成為主要的傳熱方式。液體和氣體也能以輻射的方式傳遞熱量，但在總的熱傳遞中僅占極小部分。
基本介紹
- 中文名：輻射傳熱
- 外文名：radiant heat transfer
- 釋義：物體吸收周圍其物體發射的輻射能
- 領域：物理學
- 性質：非接觸式傳熱
- 別名：熱輻射
介紹,研究意義,吸收能力,相關定理,其他解釋,
介紹
依靠電磁波輻射實現熱冷物體間熱量傳遞的過程，是一種非接觸式傳熱，在真空中也能進行。物體發出的電磁波，理論上是在整個波譜範圍內分布，但在工業上所遇到的溫度範圍內，有實際意義的是波長位於0.38～1000um之間的熱輻射,而且大部分位於紅外線(又稱熱射線)區段中0.76～20um的範圍內。所謂紅外線加熱,就是利用這一區段的熱輻射。
詳細介紹
任何物體在發出輻射能的同時，也不斷吸收周圍物體發來的輻射能。一物體輻射出的能量與吸收的能量之差，就是它傳遞出去的淨能量。物體的輻射能力（即單位時間內單位表面向外輻射的能量），隨溫度的升高增加很快。
若到達該物體表面的熱輻射的能量完全被吸收，此物體稱為絕對黑體,簡稱黑體；
若到達該物體表面的熱輻射的能量全部被反射；當這種反射是規則的，此物體稱為鏡體；
若是亂反射，則稱為絕對白體。
若到達物體表面的熱輻射的能量全部透過物體，此物體稱為透熱體。
實際上沒有絕對黑體和絕對白體，僅有些物體接近絕對黑體或絕對白體。例如：沒有光澤的黑漆表面接近於黑體，其吸收率為0.97～0.98；磨光的銅表面接近於白體，其反射率可達0.97。影響固體表面的吸收和反射性質的，主要是表面狀況和顏色，表面狀況的影響往往比顏色更大。固體和液體一般是不透熱的。熱輻射的能量穿過固體或液體的表面後只經過很短的距離（一般小於1mm,穿過金屬表面後只經過1m）,就被完全吸收。氣體對熱輻射能幾乎沒有反射能力，在一般溫度下的單原子和對稱雙原子氣體（如 Ar、He、H、N、O等），可視為透熱體，多原子氣體（如CO、HO、SO、NH、CH等）在特定波長範圍內具有相當大的吸收能力。
研究意義
研究熱輻射規律，對於爐內傳熱的合理設計十分重要，對於高溫爐操作工的勞動保護也有積極意義。當某系統需要保溫時，即使此系統的溫度不高，輻射傳熱的影響也不能忽視。如保溫瓶膽鍍銀，就是為了減少由輻射傳熱造成的熱損失。
吸收能力
理論研究證明，黑體的輻射能力計算公式稱為斯忒藩－波耳茲曼定律。常數為黑體的輻射常數（或稱斯忒藩-波耳茲曼常數）,其值為5.669×10 W/(mK)。此式表明，溫度對熱輻射的影響極大。低溫時熱輻射常可忽略（如普通換熱器中）；高溫時（如爐膛內），則成為傳熱的主要方式。
實際物體的輻射能的波長分布規律，隨物體和溫度而異。設實際物體輻射任一波[kg1][kg1]的輻射能力為，在同溫度下的黑體輻射相同波長的能力為[152-0ru]；若/[152-0ru]=常數,即物體的輻射能力與波長無關,則這種物體稱為灰體。大多數工程材料在熱輻射波長範圍內接近於灰體。灰體的輻射能力與物體的表面狀況及溫度有關。
物體的輻射能力與同一溫度下黑體的輻射能力之比，等於各自的輻射係數之比，稱為黑度，它代表物體的相對輻射能力。G.R.基爾霍夫發現，任何物體的輻射能力與吸收率的比值都相同,且恆等於同溫度下絕對黑體的輻射能力，即：基爾霍夫定律。它表明物體的吸收率與黑度在數值上相等，即物體的輻射能力越大，吸收能力也越大。
相關定理
兩物體間輻射傳熱的速率可表示分別為兩物體的表面溫度；一物體的表面面積；以為基準的角係數，代表一物體輻射出去的能量投射到表面的分率，它取決於兩物體的形狀、大小和相對位置；為總輻射係數，其值與兩物體的黑度、大小、形狀和相對位置有關。
基本概念
能全部吸收輻射能，即吸收率A=1的物體，稱為黑體或絕對黑體。
能全部反射輻射能，即反射率R=1的物體，稱為鏡體或絕對白體。
(1)灰體的吸收率A不隨輻射線的波長而變。
(2)灰體是不透熱體，即A十R=1。
普郎克(Plank)定律
式中 T—黑體的熱力學溫度，K；
e—自然對數的底數；
c1—常數，其值為3.743*10W·m；
c2—常數，其值為1.4387*10m·K。
式中h黑體得輻射常數,其值為5.67*10W/(m.K)
C-黑體得輻射係數,其值為5.67W/(m.K)
應與指出,四次定律也可推廣到灰體，此時，式中 C—灰體的輻射係數，W/(m·K)。
只要知道物體的黑度，便可由上式求得該物體的輻射能力。
克希霍夫(Kirchhoff)定律
克希霍夫定律揭示了物體的輻射能力正與吸收率A之間的關係。
q=E1-A1Eb
式中 q—兩板間輻射傳熱的熱通量，W/m。
當兩板達到熱平衡，即T1=T2時，q=0，故
E1=A1Eb
其他解釋
物體以電磁波形式傳遞能量的過程稱為輻射，被傳遞的能量稱為輻射能。物體可由不同的原因產生電磁波，其中因熱的原因引起的電磁波輻射，即是熱輻射。在熱輻射過程中，物體的熱能轉變為輻射能，只要物體的溫度不變，則發射的輻射能也不變。物體在向外輻射能量的同時，也可能不斷地吸收周圍其它物體發射來的輻射能。所謂輻射傳熱就是不同物體間相互輻射和吸收能量的綜合過程。顯然，輻射傳熱的淨結果是高溫物體向低溫物體傳遞了能量。
熱輻射和光輻射的本質完全相同，不同的僅僅是波長的範圍。理論上熱輻射的電磁波波長從零到無窮大，但是具有實際意義的波長範圍為0.4～20μm，而其中可見光線的波長範圍約為0.4～0.8μm，紅外光線的波長範圍為0.8—20/μm。可見光線和紅外光線統稱熱射線。不過紅外光線的熱射線對熱輻射起決定作用，只有在很高的溫度下，才能覺察到可見光線的熱效應。
