Emisja promieniowania z powierzchni rzeczywistych

W przypadku powierzchni rzeczywistych, prawo Stefana-Boltzmanna dla natężenia netto wymiany ciepła przez promieniowanie pomiędzy ciałem czarnym, a otaczającym ośrodkiem należy zmodyfikować. Dla powierzchni nie będących ciałem czarnym, widmowa intensywność promieniowania nie spełnia rozkładu Plancka, a emitowane promieniowanie posiada preferowany kierunek emisji.

Zmodyfikowane prawo Stefana-Boltzmanna dla ciała różnego od ciała czarnego jest dane wzorem:

Qpromieniowanie = ε σ A (Ts 4 - Ta 4)

gdzie e jest współczynnikiem emisji promieniującej powierzchni, definiowanym jako stosunek mocy emisyjnej powierzchni do mocy emisyjnej ciała czarnego o tej samej temperaturze. Różnym materiałom przypisywane są wartości współczynnika emisji pomiędzy 0, a 1.0. Ciał czarne posiada współczynnik emisji 1.0, a ciało doskonale odbijające ma współczynnik emisji równy 0.

Współczynnik emisji jest właściwością materiału, która zależy od temperatury powierzchni i wykończenia powierzchni. Poniższa tabela wyszczególnia wartości współczynnika emisji dla niektórych materiałów:

Metal Temperatura (ºC) Współczynnik emisji

Aluminium

Połyskliwa

Chropowata powierzchnia

Oksydowany

50 - 500

20 - 50

200

0.04 - 0.06

0.06 - 0.07

0.11

Mosiądz

Połyskliwa

Zrolowany arkusz

Nieoksydowany

Oksydowany

200

20

25

200

0.03

0.06

0.035

0.61

Brąz

Połyskliwa

50

0.1

Węgiel

Włókno

Grafit

Nieoksydowany

1000 - 1400

0 - 3600

100

0.53

0.7 - 0.8

0.81

Miedź

Kaloryzowana

Handlowa

Połyskliwa

Nieoksydowany

Oksydowany

100

20

50 - 100

100

50

0.26

0.07

0.02

0.02

0.6 - 0.7

Szkło

 

20 - 100

0.94 - 0.91

Żeliwo

Zardzewiałe

Oksydowany

Nieoksydowany

25

200

100

0.65

0.64

0.21

Ołów

Oksydowany

Nieoksydowany

200

200

0.96

0.63

Nikiel

Połyskliwa

Oksydowany

Nieoksydowany

200 = 400

200

25

0.05 - 0.1

0.37

0.045

Platyna

Połyskliwa

Nieoksydowany

200 - 600

25

0.05 - 0.1

0.037

Porcelana

 

20

0.92

Kwarc

 

----

0.92

Guma

Twarda

Miękka

20

20

0.95

0.86

Krzem

 

----

0.92

Srebro

Połyskliwa

Nieoksydowany

20 - 600

100

0.02 - 0.03

0.02

Stal

Chropowata powierzchnia

Połyskliwa

Oksydowany

Nieoksydowany

Stopowa

50

750 - 1050

200 - 600

100

500

0.95 - 0.98

052 - 0.56

0.8

0.08

0.35

Cynk

Oksydowany

Nieoksydowany

200 - 300

300

0.04 - 0.05

0.05