5-2.關於溫度輻射強度

當達到物體的溫度時,它會以電磁波(〜微波〜紅外線到可見光〜)的形式通過輻射散發熱量。
從高溫物體散發出來的熱能源所佔的比例,隨著高溫的升高而變高,在500℃或以上的環境中,這種放射能源所佔的比重很高。
在500℃或以下,通過傳導和對流散熱。

如果輻射的散熱假設目標溫度為T [K],並且輻射率假設為100%

P = 5.68×10-12×T4 [W / cm2](Stefan Boltzmann定律)

關於溫度輻射強度

上面顯示的值是在絕對零度環境溫度下100%輻射率的特殊情況。
在日常生活中300K的環境溫度約為(27℃)。

因此,當將對象設置為0 [K]且環境溫度T時,以方程式Stefan Boltzmann的一般形式表示從對象輻射的溫度的公式如下。

P=5.68×10-12×(T4 -T04 )  [W/cm2]

定義很難精確,該表達式也是該環境溫度的近似表達式。

從這個公式知道,環境溫度和物體溫度之差為零,溫度輻射能源也將為零。
表達式的值是對象的負溫度低於環境溫度。
這意味著熱能源流入物體。

Stefan Boltzmann定律的輻射公式第一個並不意味著錯誤。
在給定溫度下會從人體發出溫度輻射,即使在室溫下也會發出約300K絕對溫度的輻射。
但是,只要環境溫度不是絕對為零,我就會收到周圍環境的溫度輻射。
減去零後,環境溫度與物體的溫度相同,物體的能源損失就消失了。

另外,輻射與溫度的四次方成正比。
與環境溫度相比,物體的溫度足夠高,來自物體的排放量的溫度幾乎可以忽略不計環境溫度的影響。
但是環境溫度的影響將是環境溫度的巨大差異,並且體溫會變小。

對於物體溫度的輻射量測量數據

以下是從那裡散發的熱量和實際物體表面溫度的實際測量數據。 (室溫25℃)

該物體的表面較暗,緊密接觸,其外徑為φ23.5,足夠長的φ1鐵鉻鋁線被完全氧化。
輻射率估計約為0.75到0.8,具有與不銹鋼氧化物表面幾乎相同的輻射率,因此其散熱特性與許多實際工作相似。
但是,如果金屬或光面陶瓷的散熱更多,它將是一個低值。

相對於物體的溫度的熱損失量由下式表示。廣義上講,在狹窄的溫度範圍內。

 P≒kTn

P:熱量損失[w / cm2] k:恆定
T:物體的溫度[℃]→與周圍環境的溫差δT

實際測得的這種關係,總結如下圖。
但是,指數n隨溫度變化,因為藍色曲線不是恆定的。
因為熱量的損失是通過結合傳導,對流和輻射來實現的。
傳導幾乎n = 1,對流幾乎n = 2,輻射幾乎n = 4。
較低溫度下熱傳導占主導。
散熱是對流隨溫度升高而增加。
輻射的比例從200℃-300℃持續快速增加,這種輻射在500℃或更高溫度下占主導地位。
輻射將佔幾千℃。
這意味著指數n在高溫範圍內將接近4。

關於溫度輻射強度

用於光學高溫計(CHINO IR-U)的溫度測量高於700℃。
使用700℃以下的熱電偶φ0.32,但是使用熱電偶,因此通常測得溫度較低(因為測量點在熱電偶線本身中已冷卻),所以700℃以上的光與高溫計的值進行比較 ,我們必須在低溫範圍內校正熱電偶的測量值,即使在700℃以下也可以應用其中的測量溫度比率。
該校正值為+ 12%。
據此,假定在物體的表面φ0.32溫度測量中使用熱電偶的情況下,測得其降低了約12%。
必須注意熱電偶溫度的這一點。
它也可以在電熱絲線圈中放置一個熱電偶,但是在這種情況下,似乎測得的值高於表面溫度的反差。

關於溫度輻射強度

物體的溫度繼續升高,熱量損失將繼續迅速增加,如上圖所示。
為了將溫度保持在期望的目標,它必須繼續提供與該溫度下的熱量損失一樣多的熱能源。
例如,當加熱保持在空氣中的薄板時,必須在正面和背面計算散熱面積。
在上圖中,溫度輻射在1400℃時約為44 [W / cm2],但其散熱量約為88 [W / cm2]。
換句話說,當用鹵素點加熱器加熱到1400℃時,它至少需要能源密度90 [W / cm2]。
然後,如果吸收率為80%,則必須以1100 [W / cm2]的光功率密度進行加熱。

關於溫度輻射強度
在0.5的情況下,F值是焦點位置的橢圓鏡標準(f / D)功率的點加熱器

P≒0.8·Q·sin2θ[W / cm2]
Q≒160 [W / cm2]
密度約為64 [W / cm2]

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