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2021.08.01
學習教室

快速抓重點! 簡單了解熱輻射

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快速抓重點! 簡單了解熱輻射
熱的傳播方式有三種:傳導、對流、輻射。其中,熱輻射(heat radiation)作用時,是不需透過任何介質傳遞,就如同電磁波一樣將熱的能量給傳遞出去,如同太陽的熱能就是像這樣穿過空間傳遞到地球上來了。

 

熱輻射的日常應用:

1.    常用的金屬散熱器,表面通常會採用黑色的,因為黑色的熱輻射效果較好。

2.    不鏽鋼水壺表面都很光亮,是為了減少熱輻射。

3.    油槽為了避免高溫,通常會漆成白色,可以減少熱輻射,避免油槽過溫。

4.    石磨烯,平面方向傳導性能佳,且具有良好的熱輻射係數,因此常用來做電子散熱。

 

當原子內的帶電粒子運動時,會產生熱,當熱能轉成電磁輻射時,即稱為熱輻射,溫度高於絕對零度的所有物質都會發出熱輻​​射,而熱輻射的頻率取決於該物體的溫度。

 

所有物體皆以光子形式輻射能量,這些光子的移動方向是沒有固定的。當來自一個物體表面的輻射光子到達另一個物體的表面時,他們會有發射、反射、透射等現象。

 

(1)  發射率 (Emissivity)α:發射率(吸收率),是衡量物體表面以熱輻射的形式釋放能量相對強弱的能力,通常來說材料顏色越暗表面越粗糙,其發射率就越近似1。

(2)  反射率 (Reflection)ρ:反射率,即為物質表面反射輻射的能力。

(3)  透射比 (Transmittance)τ:透射比,是以特定波長透射的入射輻射的占比。

因此,一個物質的反射率與發射率及透射比,總合為1。及α+ρ+τ=1。

 

根據斯特凡-波茲曼定律,我們可以知道

黑體表面每單位面積,在每單位時間內,輻射出的總輻射功率

其公式為:M=σT4

1. 輻射發射率:M

2. 物體的輻射係數: 

3. 斯特凡-波茲曼常數:σ =5.67 × 10-11 kW/m2 K4 

4. 物體的絕對溫度:T

由以上公式可以看出,輻射發射率與物體溫度的四次方成正比,所以,當溫度越高,輻射發射率就越高,輻射的效果就越好。

 


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作者

高柏研發工程團隊

團隊介紹 | 
擁有獨立創新研發的專業熱流工程師團隊,為客戶提供前期熱模擬規劃、機構散熱設計諮詢,面對不斷演進的市場趨勢,得以迅速做出反應,不斷提供創新的解熱方案。

 

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