Chương 4: Trao đổi nhiệt bằng Bức xạ

4.1 Khái niệm chung về Bức xạ nhiệt 4.2 Các định luật cơ bản về Bức xạ nhiệt 4.3 Trao đổi nhiệt Bức xạ giữa các vật rắn đặt trong môi trường trong suốt Hai tấm phẳng đặt song song Hai vật bọc nhau Tác dụng của màn chắnp.1Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM8/20094.1 Khái niệm chung về BỨC XẠ NHIỆTĐN: là quá trình trao đổi nhiệt xảy ra giữa các vật có nhiệt độ khác nhau đặt cách xa nhau Năng lượng bức xạ truyền trong không gian dưới dạng sóng điện từp.2Người soạn: TS. Hà...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 4: Trao đổi nhiệt bằng Bức xạ Người soạn: TS. Hà anh Tùng 8/2009 ĐHBK tp HCM Chương 4: Trao đổi nhiệt bằng Bức xạ4.1 Khái niệm chung về Bức xạ nhiệt4.2 Các định luật cơ bản về Bức xạ nhiệt4.3 Trao đổi nhiệt Bức xạ giữa các vật rắn đặt trong môi trường trong suốt Hai tấm phẳng đặt song song Hai vật bọc nhau Tác dụng của màn chắn p.1Người soạn: TS. Hà anh Tùng 8/2009 ĐHBK tp HCM4.1 Khái niệm chung về BỨC XẠ NHIỆT ĐN: là quá trình trao đổi nhiệt xảy ra giữa các vật có nhiệt độ khác nhau đặt cách xa nhau Năng lượng bức xạ truyền trong không gian dưới dạng sóng điện từ p.2Người soạn: TS. Hà anh Tùng 8/2009 ĐHBK tp HCM Tính chất của năng lượng bức xạ - Mọi vật luôn phát ra năng lượng bức xạ và nhận năng lượng bức xạ từ các vật khác đến - Năng lượng bức xạ phát ra từ vật tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối lũy thừa bậc 4 E ~ T4 - Vật đen tuyệt đối sẽ nhận năng lượng bức xạ lớn nhất p.3 Người soạn: TS. Hà anh Tùng 8/2009 ĐHBK tp HCM A White sifaka LemurTo warm up in the morning, they turn their dark bellies towardthe sun. p.4 Người soạn: TS. Hà anh Tùng 8/2009 ĐHBK tp HCM Các thành phần của năng lượng bức xạ Qo: doøng chieáu ñeán; QA: haáp thu ; QR: phaûn xaï; QD: xuyeân qua Qo = QA + QR + QD QA QR QD Hoaëc + + = A+ R + D =1 Qo Qo Qo A, R, D: heä soá haáp thu, phaûn xaï, xuyeân qua; trò soá 0 ñeán 1, phuï thuoäc vaøobaûn chaát vaät lyù cuûa vaät, T, vaø chieàu daøi böôùc soùng. Neáu A = 1 vaät ñen tuyeät ñoái (VD vật có bề mặt sơn đen có A ~ 1) R=1 vaät traéng tuyeät ñoái. (VD không khí sạch có thể xem D =1 ) D=1 vaät trong tuyeät ñoái. Caùc vaät raén thöôøng gaëp: D = 0 vaø A + R = 1, goïi laø VẬT ĐỤC p.5 Người soạn: TS. Hà anh Tùng 8/2009 ĐHBK tp HCM Xét 1 vật đục : có nhiệt độ T1, hệ số hấp thu A1 A1*E2 - Vật 1 phát ra tổng cộng = năng lượng bức xạ là: + E2Vật 1 Ehd = E1 + (1-A1)E2 (W/m2) = (Ehd gọi là khả năng bức xạ E1 + (1-A1)E2 hiệu dụng của vật) E1 - Năng lượng bức xạ mà vật 1 trao đổi với môi trường xung quanh là: q = E1 --A1E2 (W/m2) p.6 Người soạn: TS. Hà anh Tùng 8/2009 ĐHBK tp HCM4.2 Các định luật cơ bản về Bức xạ nhiệt ĐL Stefan-Boltzmann: - Khả năng bức xạ bán cầu của vật đen tuyệt đối là: 4 ⎛ T ⎞ Eo = C o ⎜ ⎟ (W/m2) ⎝ 100 ⎠ với Co = 5,67 W/m2.K4 là hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối 4 4 - Đối với vật xám : E = C ⎛ T ⎞ = ε Co ⎛ T ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ (W/m2) ⎝ 100 ⎠ ⎝ 100 ⎠ với ε = C/Co (0 < ε < 1) gọi là ĐỘ ĐEN của vật p.7 Người soạn: TS. Hà anh Tùng 8/2009 ĐHBK tp HCM ĐL Kirchhoff Xeùt 2 taám phaúng ñaët song song, taám 1 laø vật đen tuyệt đối, taám 2 laø vaät xaùm. NL trao ñoåi baèng BX giöõa 2 taám: q = E 1 − A 1 E o ÔÛ ĐK caân baèng nhieät ñoäng (To = T1) thì q = 0 neân: E1 E1 − A1E o = 0 = Eo A1 Thay vaät xaùm 1 baèng caùc vaät xaùm khaùc, toång quaùt: E1 E 2 E = = K = n = E o = f (T ) A1 A 2 An “ÔÛ ĐK caân baèng nhieät ñoäng, tyû soá giöõa khaû naêng BX vaø heä soá haáp thucuûa vaät xaùm ñeàu baèng nhau vaø baèng khaû naêng BX cuûa VĐTĐ”. Trong ñieàu kieän caân baèng nhieät, ñoái vôùi caùc vaät xaùm A=ε p.8 Người soạn: TS. Hà anh Tùng 8/2009 ĐHBK tp HCM4.3 Trao đổi nhiệt Bức xạ giữa các vật rắn đặt trong môi trường trong suốt A/ HAI TAÁM PHAÚNG ÑAËT SONG SONG B/ HAI VAÄT BOÏC NHAU C/ TAÙC DUÏNG CUÛA MAØNG CHAÉN ...