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Emission de radiations depuis des surfaces réelles

La loi de Stefan-Boltzmann pour le taux net de l'échange thermique par radiation entre un corps noir et un milieu environnant doit être modifiée pour les surfaces réelles. Pour les surfaces qui ne sont pas des corps noirs, l'intensité des radiations spectrales ne respecte pas la distribution de Planck et les radiations émises ont une direction d'émission préférée.

La loi modifiée de Stefan-Boltzmann pour les non corps noirs est obtenue par :

Qradiation = ε σ A ( Ts 4 - Ta 4 )

avec e représentant l'émissivité de la surface rayonnante définie comme étant le rapport du pouvoir émissif de la surface au pouvoir émissif d'un corps noir à la même température. Une valeur d'émissivité entre 0 et 1,0 est affectée aux matériaux. Un corps noir a, par conséquent, une émissivité de 1,0 et un réflecteur parfait en a une de 0.

L'émissivité est une propriété matérielle dépendant de la température de la surface et de la finition de la surface. Le tableau suivant répertorie les valeurs d'émissivité pour certains matériaux :

Métal Température (ºC) Emissivité

Aluminium

Poli

Surface rugueuse

Oxydé

50 - 500

20 - 50

200

0.04 - 0.06

0.06 - 0.07

0.11

Laiton

Poli

Tôle laminée

Non oxydé

Oxydé

200

20

25

200

0.03

0.06

0.035

0.61

Bronze

Poli

50

0.1

Carbone

Filament

Graphite

Non oxydé

1000 - 1400

0 - 3600

100

0.53

0.7 - 0.8

0.81

Cuivre

Calorisé

Commercial

Poli

Non oxydé

Oxydé

100

20

50 - 100

100

50

0.26

0.07

0.02

0.02

0.6 - 0.7

Verre

 

20 - 100

0.94 - 0.91

Fer forgé

Rouillé

Oxydé

Non oxydé

25

200

100

0.65

0.64

0.21

Plomb

Oxydé

Non oxydé

200

200

0.96

0.63

Nickel

Poli

Oxydé

Non oxydé

200 = 400

200

25

0.05 - 0.1

0.37

0.045

Platine

Poli

Non oxydé

200 - 600

25

0.05 - 0.1

0.037

Porcelaine

 

20

0.92

Quartz

 

----

0.92

Caoutchouc

Dur

Doux

20

20

0.95

0.86

Silicone

 

----

0.92

Argent

Poli

Non oxydé

20 - 600

100

0.02 - 0.03

0.02

Acier

Surface rugueuse

Poli

Oxydé

Non oxydé

Alliage

50

750 - 1050

200 - 600

100

500

0.95 - 0.98

052 - 0.56

0.8

0.08

0.35

Zinc

Oxydé

Non oxydé

200 - 300

300

0.04 - 0.05

0.05



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