大學(xué)《傳熱學(xué)》試題及答案(七)

#大學(xué)《傳熱學(xué)》試題及答案熱輻射基本定律部分一、基本概念主要包括熱輻射基本概念及名詞解釋、黑體輻射基本定律、實際物體輻射特性及其應(yīng)用。1、北方深秋季節(jié)的清晨，樹葉葉面上常常結(jié)霜。試問樹葉上、下去面的哪一面結(jié)箱?為什么？答：霜會結(jié)在樹葉的上表面。因為清晨，上表面朝向太空，下表面朝向地面。而太空表回的溫度低于攝氏零度，而地球表面溫度一般在零度以上。由于相對樹葉下表面來說，其上表面需要向太空輻射更多的能量，所以樹葉下表面溫度較高，而上表面溫度較低且可能低于零度，因而容易結(jié)霜。2、如圖所示的真空輻射爐，球心處有一黑體加熱元件，試指出①，②，③3處中何處定向輻射強度最大?何處輻射熱流最大?假設(shè)①，②，②處對球心所張立體角相同。答：由黑體輻射的蘭貝特定律知，定向輻射強度與方向無關(guān)。故14】「『而三處對球心立體角相當(dāng)，但與法線方向夾角不同，方〉氣〉印。所以①處輻射熱流最大，③處最小。3、有一臺放置于室外的冷庫，從減小冷庫冷量損失的角度出發(fā)，冷庫外殼顏色應(yīng)涂成深色還是淺色？答：要減少冷庫冷損，須盡可能少地吸收外界熱量，而盡可能多地向外釋放熱量。因此冷庫敗取較淺的顏色，從而使吸收的可見光能量較少，而向外發(fā)射的紅外線較多。4、何謂“漫一灰表面”?有何實際意義？答：“漫一灰表面”是研究實際物體表面時建立的理想體模型.漫輻射、漫反射指物體表面在輻射、反射時各方向相同.灰表面是指在同一溫度下表面的輻射光譜與黑體輻射光譜相似，吸收率也取定值.“漫一灰表面”的實際意義在于將物體的輻射、反射、吸收等性質(zhì)理想化,可應(yīng)用熱輻射的基本定律了。大部分工程材料可作為漫輻射表面，并在紅外線波長范圍內(nèi)近似看作灰體.從而可將基爾霍夫定律應(yīng)用于輻射換熱計算中。5、你以為下述說法：“常溫下呈紅色的物體表示此物體在常溫下紅色光的單色發(fā)射率較其它色光（黃、綠、蘭）的單色發(fā)射率為高?！睂?為什么?（注：指無加熱源條件下）答：這一說法不對。因為常溫下我們所見到的物體的顏色，是由于物體對可見光的反射造成的.紅色物體正是由于它對可見光中的黃、綠、藍等色光的吸收率較大,對紅光的吸收率較小，反射率較大形成的.根據(jù)基而霍夫定律￡/氣,故常溫下呈紅色的物體,其常溫下的紅色光單色發(fā)射率較其他色光的單色光發(fā)射率要小。6、某樓房室內(nèi)是用白灰粉刷的，但即使在晴朗的白天，遠眺該樓房的窗口時，總覺得里面黑洞洞的，這是為什么？答：窗口相對于室內(nèi)面積來說較小，當(dāng)射線（可見光射線等）從窗口進入室內(nèi)時在室內(nèi)經(jīng)過多次反復(fù)吸收、反射，只有極少的可見光射線從窗口反射出來，由于觀察點距離窗口很遠，故從窗口反射出來的可見光到達觀察點的份額很小，因而就很難反射到遠眺人的眼里，所以我們就覺得窗口里面黑洞洞的.7、實際物體表面在某一溫度T下的單色輻射力隨波長的變化曲線與它的單色吸收率的變化曲線有何聯(lián)系?如巳知其單色輻射力變化曲線如圖所示，試定性地畫出它的單色吸收率變化曲線。答：從圖中可以分析出，該物體表面為非灰體，根據(jù)基爾霍夫定律，以=或%,即為同一波長線②與線①之比。該物體單色吸收率變化曲線如圖所示。二、定量計算包括建立輻射換熱的能量守恒關(guān)系式，蘭貝特定律的應(yīng)用，利用物體的光輻（即單色）射特性計算輻射換熱，等等。1、白天，投射到一大的水平屋頂上的太陽照度Gx=1100W/m2,室外空氣溫反卜=27℃,有風(fēng)吹過時空氣與屋頂?shù)谋砻鎮(zhèn)鳠嵯禂?shù)為h=25W/（m2.K）,屋頂下表面絕熱，上表面發(fā)射率￡=0.2,且對太陽輻射的吸收比風(fēng)=0.6。求穩(wěn)定狀態(tài)下屋頂?shù)臏囟?。設(shè)太空溫度為絕對零度。

解：如圖所示,穩(wěn)態(tài)時屋頂?shù)臒崞胶猓菏?-2-%=°對流散熱量?”電一4）=25（7；-300）輻射散熱量瓢“加%F=0.2x5.67x10-（7；11太陽輻射熱量岡5=0.6xllQQ=太陽輻射熱量岡5=0.6xllQQ=86加一代入⑴中得1,父1。5+2區(qū)二加60采用試湊法,解得.=321.5度=48.3℃2、已知太陽可視為溫度Ts=58OOK的黑體。某選擇性表面的光譜吸收比隨波長A變化的特性如圖所示。當(dāng)太陽的投入輻射G=800W/n?時，試計算該表面對太陽輻射的總吸收比及單位面積上所S吸收的太陽能量。解：先計算總吸收比。［比（以*2解：先計算總吸收比。［比（以*2L）目如對以+1,4忒"）當(dāng)S(0-1.4^+口1網(wǎng)1.4.=0,8x0.8608+0,1x(1-0,8608)=0,7026單位面積上所吸收的太陽能：好說二S7026,制二56沛/期3、有一漫射表面溫度T=1500及已知其單色發(fā)射率隨波長的變化如圖所示，試計算表面的全波長總發(fā)射率和輻射力。04 TOC\o"1-5"\h\z也,工" r，-- I L__ 1_ M

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