真實表面的輻射

用來計算黑體及周遭介質間輻射熱交換淨速率的史帝芬-波茲曼定律應根據真實表面加以修改。對於非黑體表面,光譜輻射強度並不會遵守蒲朗克分佈,而輻射也傾向朝特定方向放射。

適用於非黑體的修改史帝芬-波茲曼定律如下所示:

Qradiation = ε σ A ( Ts 4 - Ta 4 )

其中 e 是輻射表面的輻射率,定義為在相同溫度下,表面輻射功率與黑體輻射功能的比率。材料指定的輻射率值在 0 和 1.0 之間。因此,黑體的輻射率為 1.0,而理想反射體的輻射率為 0。

輻射率為材料屬性,視表面溫度及表面平滑度而定。下表列出某些材料的輻射率值:

金屬 溫度 (ºC) 輻射率

拋光

粗糙表面

氧化

50 - 500

20 - 50

200

0.04 - 0.06

0.06 - 0.07

0.11

黃銅

拋光

薄捲片

未氧化

氧化

200

20

25

200

0.03

0.06

0.035

0.61

青銅

拋光

50

0.1

細絲

石墨

未氧化

1000 - 1400

0 - 3600

100

0.53

0.7 - 0.8

0.81

塗鋁

商用

拋光

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

鑄鐵

生鏽

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

拋光

氧化

未氧化

200 = 400

200

25

0.05 - 0.1

0.37

0.045

白金

拋光

未氧化

200 - 600

25

0.05 - 0.1

0.037

陶瓷

 

20

0.92

石英

 

----

0.92

橡膠

粗硬

細柔

20

20

0.95

0.86

 

----

0.92

拋光

未氧化

20 - 600

100

0.02 - 0.03

0.02

粗糙表面

拋光

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