真实表面的辐射发射
适用于辐射在黑体和周围介质之间的热交换净速率的 Stefan-Boltzmann 定律对于真实表面应该进行修正。对于非黑体表面,光谱辐射强度不遵循 Planck 分布,所发出的辐射具有首选的发射方向。
针对非黑体修正后的 Stefan-Boltzmann 定律由以下公式给出:
Q
辐射 = e s A ( T
s
4 - T
a
4 )
其中 e 是辐射表面的发射率,定义成在同一温度下表面的发射功率与黑体的发射功率之比。为材料指定的发射率值介于 0 和 1.0 之间。因此,黑体的发射率为 1.0,理想反射体的发射率为 0。
发射率是取决于表面温度和表面粗糙度的一种材料属性。下表列出了一些材料的发射率值:
金属
|
温度 (oC)
|
发射率
|
铝
抛光
粗糙表面
氧化
|
50-500
20-50
200
|
0.04-0.06
0.06-0.07
0.11
|
黄铜
抛光
轧制板
未氧化
氧化
|
200
20
25
200
|
0.03
0.06
0.035
0.61
|
青铜
抛光
|
50
|
0.1
|
碳
灯丝
石墨
未氧化
|
1000-1400
0-3600
100
|
0.53
0.7-0.8
0.81
|
铜
渗铝
商品
抛光
未氧化
氧化
|
100
20
50-100
100
50
|
0.26
0.07
0.02
0.02
0.6-0.7
|
玻璃
|
20-100
|
0.94-0.91
|
铸铁
锈蚀
氧化
未氧化
|
25
200
100
|
0.65
0.64
0.21
|
铅
氧化
未氧化
|
200
200
|
0.96
0.63
|
镍
抛光
氧化
未氧化
|
200-400
200
25
|
0.05-0.1
0.37
0.045
|
白金
抛光
未氧化
|
200-600
25
|
0.05-0.1
0.037
|
瓷器
|
20
|
0.92
|
石英
|
----
|
0.92
|
橡胶
粗硬
细柔
|
20
20
|
0.95
0.86
|
硅
|
----
|
0.92
|
银
抛光
未氧化
|
200-600
100
|
0.02-0.03
0.02
|
钢
粗糙表面
抛光
氧化
未氧化
合金
|
50
750-1050
200-600
100
500
|
0.95-0.98
0.52-0.56
0.8
0.08
0.35
|
锌
氧化
未氧化
|
200-300
300
|
0.04-0.05
0.05
|