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:

Qradiation = ε σ A ( Ts 4 - Ta 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

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

灯丝

石墨

未氧化

1000 - 1400

0 - 3600

100

0.53

0.7 - 0.8

0.81

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

氧化

未氧化

200

200

0.96

0.63

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

 

----

0.92

抛光

未氧化

20 - 600

100

0.02 - 0.03

0.02

粗糙表面

抛光

氧化

未氧化

合金

50

750 - 1050

200 - 600

100

500

0.95 - 0.98

052 - 0.56

0.8

0.08

0.35

氧化

未氧化

200 - 300

300

0.04 - 0.05

0.05