radiation heat transfer

定義：互不接觸且溫度不同的物體或介質(zhì)之間通過電磁波進(jìn)行的換熱。

學(xué)科：電力_總論

相關(guān)名詞：熱能 熱輻射 輻射能 電磁波

圖片來源：視覺中國

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自然界中的物體在相互不接觸的情況下也能不停地向外界輻射熱能，在同一時間中也在不斷地吸收其他物體發(fā)出的熱輻射，這種發(fā)射和吸收熱輻射的過程稱為輻射換熱。輻射換熱與熱傳導(dǎo)、熱對流不同，它不需要通過接觸物質(zhì)來傳遞能量，而是直接通過電磁波進(jìn)行。輻射換熱不需要中間介質(zhì)，在真空中兩個表面間的輻射換熱效率最高，傳播距離遠(yuǎn)。輻射時熱能轉(zhuǎn)換為輻射能，在吸收時輻射能轉(zhuǎn)換為熱能。太陽與地球之間的換熱就是輻射換熱，太陽發(fā)出的熱輻射能夠穿過太空，包括可見光、紫外線和紅外線等不同波長的電磁波，一部分電磁波被地球吸收，一部分被反射回太空。地球吸收的輻射能轉(zhuǎn)化為熱量，使地球表面和大氣層升溫。

輻射換熱的效果受到多種因素的影響，主要包括：

1.物體的表面性質(zhì)：如表面粗糙度、拋光程度、材料純度等，這些因素會影響物體的輻射吸收和發(fā)射能力。多種影響因素的存在，導(dǎo)致輻射換熱的數(shù)學(xué)模型復(fù)雜，求解困難。不同的物體，即使在相同溫度的環(huán)境下，其輻射熱能的能力也是不同的。生銹的銅比拋光后的銅可見光吸收率和紅外輻射率都要高；本色陽極氧化的鋁比拋光后的鋁可見光吸收率和紅外輻射率都要高；鈍化后的不銹鋼比拋光后的不銹鋼可見光吸收率高，但紅外輻射率低。

2.輻射波長：不同波長的熱輻射具有不同的穿透能力和能量分布特點，因此會影響輻射換熱的效率。

3.環(huán)境條件：如溫度梯度、介質(zhì)性質(zhì)等，這些條件會影響輻射熱的傳播和分布。物體溫度越高，其輻射出的熱輻射能量越強(qiáng)。

4.角系數(shù)：角系數(shù)由物體的形狀及位置決定，它影響有效輻射面積，進(jìn)而影響輻射換熱的效果。

隨著科技的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，輻射換熱技術(shù)也在不斷發(fā)展和完善。未來，輻射換熱技術(shù)有望在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，并與其他傳熱方式結(jié)合，形成更加高效、節(jié)能的傳熱系統(tǒng)。

（延伸閱讀作者：廣東科技學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 黃志維）

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