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第四版传热学第八章答案

第八章

1.什么叫黑体?在热辐射理论中为什么要引入这一概念?

2.温度均匀得空腔壁面上的小孔具有黑体辐射的特性,那么空腔内部壁面的辐射是否也是黑体辐射?

3.试说明,为什么在定义物体的辐射力时要加上"半球空间"及"全部波长"的说明? 4.黑体的辐射能按波长是怎样分布的?光谱吸收力λb E 的单位中分母的"3

m "代表什么意义?

5.黑体的辐射按空间方向是怎样分布的?定向辐射强度与空间方向无关是否意味着黑体的辐射能在半球空间各方向上是均匀分布的?

6.什么叫光谱吸收比?在不同光源的照耀下,物体常呈现不同的颜色,如何解释? 7.对于一般物体,吸收比等于发射率在什么条件下才成立?

8,说明灰体的定义以及引入灰体的简化对工程辐射传热计算的意义.

9.黑体的辐射具有漫射特性.如何理解从黑体模型(温度均匀的空腔器壁上的小孔)发出的辐射能也具有漫射特性呢? 黑体辐射基本定律

8-1、一电炉的电功率为1KW ,炉丝温度为847℃,直径为1mm 。电炉的效率为0.96。试确定所需炉丝的最短长度。

解:5.67×34

10

96.010*******?=??? ??+dL π

得L=3.61m

8-2、直径为1m 的铝制球壳内表面维持在均匀的温度500K ,试计算置于该球壳内的一个实验表面所得到的投入辐射。内表面发射率的大小对这一数值有否影响?

解:由

4

0100?

??

??=T C E b =35438 W/2m 8-3、把太阳表面近似地看成是T=5800K 的黑体,试确定太阳发出的辐射能中可光所占的百

分数。

解:可见光波长范围是0.38~0.76m μ

4

0100?

??

??=T C E b =64200 W/2m

可见光所占份额

()()()%87.44001212=---=-λλλλb b b F F F

8-4、一炉膛内火焰的平均温度为1500K ,炉墙上有一着火孔。试计算当着火孔打开时从孔向外辐射的功率。该辐射能中波长为2m μ的光谱辐射力是多少?哪种波长下的能量最多?

解:

4

0100?

??

??=T C E b =287W/2m ()3

10/5

1/1074.912m W e c E T c b ?=-=-λλλ

T =1500K 时,m m 12

1093.1-?=λ

8-5、在一空间飞行物的外壳上有一块向阳的漫射面板。板背面可以认为是绝热的,向阳面

得到的太阳投入辐射G=1300W/2

m 。该表面的光谱发射率为:m μλ20≤≤时();5.0=λε

m μλ2>时()2.0=λε。试确定当该板表面温度处于稳态时的温度值。为简化计算,设太阳的辐射能均集中在0~2m μ之内。