放射伝熱(輻射伝熱)とは?プランクの法則・ウィーンの変位則・ステファンボルツマンの法則とは?公開noteのまとめ↑公開しているnote(電子書籍)の内容のまとめています。・キルヒホッフ(Kirchhoff)の法則や、各モデルにおける熱放射の速度について解説しています。伝熱の仕方(熱の伝わり方)の種類はこちらで解説しています。放射伝熱では物体ではなく、電磁波を介して熱を伝えます。テレビなどでたまに見かけるサーモグラフによる温度測定はこの放射伝熱の原理を利用しています。私たちにも見える可視光線や太陽の光にも含まれる紫外線等のことを表しています。あらゆる物体はこの電磁波を放射しており、熱平衡状態では物体の電磁波の吸収量=物体が電磁波を放射する量となっています。入射された放射線は、1物体に吸収される分(α)2反射する分(ζ)3透過する分(τ)に分けられ、下図のようα+ζ+τ=1という関係式が成り立ちます。物体により、吸収できる割合が異なります。α=1の時、つまり入射分すべてを吸収する物体のことを黒体と呼びます。熱流束(熱フラックス)とは?プランクの法則とは?黒体放射とは?黒体からエネルギーが放射されることを、言葉そのままで黒体放射と呼びます。あたりの放射するエネルギーのことを単色放射能と呼び、波長と温度によりその大きさが変化します。以下の式で表されます。この式において、横軸に波長λ、縦軸に単色放射能Ebλを取ると下図のようになります。赤色が1000K、緑色が900K、青色が700K辺りの波長と単色放射能の関係を表したイメージ曲線です。単調に上昇していき、最大値を取った後は単調に減少する曲線になります。単調に上昇していき、最大値を取った後は単調に減少する曲線になります。単色放射能が最大値を取る波長の長さは、温度が高くなるほど低波長側にシフトしていることがわかります。)へ変化していくことに対応しています。これらはウィーン(Wien)の変位則と呼ばれる以下の法則により説明が付きます。あたりに移動する熱量のことを熱流束と呼びます。あたりに黒体から放射されるエネルギーのことを放射能と呼びます。原子力発電所の事故などでこの放射能という言葉は耳にしたことがあるかと思います。この放射能は下記ステファン-ボルツマンの法則と呼ばれる下記式で定義されています。放射能は温度の4乗に比例し、かつ温度のみの関数です。物体の電磁波の吸収量=物体が電磁波を放射する量が成り立つこと自体をキルヒホッフの法則と呼びます。入射エネルギーの何割かが吸収されます。具体的には、プランクの法則で説明した波長と単色放射能の関係において、すべての波長における放射能の比が黒体より小さく、かつ黒体との比が一定であるものを灰色体と呼びます。熱流束(熱フラックス)とは?簡易的な放射伝熱モデルにおける伝熱速度(放射速度)物体間の放射伝熱の伝熱速度を簡易モデルを用いて、解説します。表面温度は各々T1、T2とし、放射の方向は2枚の平板と垂直方向にのみであるとした場合の伝熱速度を考えます。結局は黒体1と2から放射される伝熱速度の収支を取ったものが、伝熱速度となります。上述したステファン-ボルツマンの法則を用いて、展開していくと下記のように伝熱速度Qが算出できます。次に、灰色体の場合の物体間の放射伝熱の伝熱速度を考えていきます。ここで、上の放射伝熱と吸収率の項目にも記載したように、物体は入射エネルギーの一部を吸収し、一部は反射や透過します。灰色体2で吸収されるエネルギーはα2とすると、1-α2のエネルギーは反射されます。すると、灰色体2で反射されたエネルギーが灰色体1でそのエネルギーのα1分吸収、1-α1分を反射・・・と繰り返されたりと、黒体と比べて複雑な反応が起こります。灰色体での伝熱速度となります。この総括吸収係数も条件により計算式が下記の通り変化します。計算問題を解いてみようTwitter始めました!サイトの記事や更新情報等つぶやいていきます。よろしければフォローのほどよろしくお願いいたします。Reserved.サイト内検索:。