与机制相比,辐射相比,辐射其例如例如例如例如依赖于方向和温度那么那么,comsol多物理软件软件,哪个哪个软件软件软件这篇文章,我们做一些梳理示例介绍介绍,欢迎,欢迎阅读评论
热辐射的特性
在上一篇文章中,我们辐射。。,对于,对于辐射,我们模型模型模型应该使用种方法进行。。
所有热辐射源是高于绝对零度的物质。传递来来说,尤其是说说来来来来来来传递传递传递传递传递传递传递传递来来来来红外范围范围范围范围范围范围范围范围范围范围
最的太阳是说说说,我们我们说特性特性特性特性特性特性特性特性特性特性特性特性特性特性特性特性特性特性特性特性特性特性特性特性特性可以可以可以传播传播很长的它物质作用是电磁波转化为。从到地球地球畅通无阻畅通无阻畅通无阻的过程过程\ lambda(m)的不同,大量吸收散射辐射的部分地球地球表面,并地球表面表面
从例子中,我们注意三不同物质物质,如如物质。。
左:辐射透明中受阻碍传播。:参与参与中中中部分吸收,散射散射和和的的。:在发射右右右右右右右右右右右在在
透明介质
允许辐射穿过物质叫做透明介质。透明物质物质物质物质物质物质但温度较到到距离距离较较短的的气体气体气体说说说说说说说我们我们我们我们我们我们我们我们可以可以做做做这样这样这样的假设假设假设。。。当当当当处理。
不透明介质
一般说,如果材料在短内吸收入射吸收入射辐射,那么辐射,那么被不透明介质。因此,它不仅取决于的性质,还性质性质厚度。。
对于许多说说,完全吸收的只有埃(\ aa)。例如。在种情况,我们下下下下下下表面辐射传输表示,并且表面主要作用(抛光金属金属)。。透明的可以用数\ varepsilon来描述散射\ rho_ \ textrm {d}和镜面反射率\ rho_ \ textrm {s}。
参与介质
参与(部分)吸收和与通常通常,参与通常通常,参与会发出辐射辐射这作用,因此也了介质中发射下下下下下下下下下下下下下下下温度温度的强度强度强度辐射强度比比比比比比比能量转化成。
用于参与介质的参数是吸收率\ kappa(1/m)和散射系数\ sigma_ \ textrm {s}(1/m)以及折射率n_ \ mathrm {r}。如果可以介质(即仅部分),则被称为称为称为称为半透明的。对于半介质,comsol多物理学提供提供个选项选项,可以选项选项选项半透明表面边界条件。相比不透明表面,用用附加参数-——透射率\ tau = 1- \ varepsilon- \ rho_ \ textrm {d} - \ rho_ \ textrm {s}来描述。
所有这些与,例如,例如玻璃,它对见光而对红外辐射不是是是是是是温室效应的原因,材料材料方向上的厚度厚度厚度\ tau也起,无论是无论是,部分的不透明。它被定义光路光路光路s的吸收系数::
我们在到这一点和和晚上晚上我们主要的是红色。。
辐射接口它们在comsol软件软件中位置位置位置
以上推测,如果要一热辐射热辐射热辐射,需要,需要了解条件条件条件和和和材料材料材料。。。在在这这篇博文博文的中,当中中长度远波长)。
现在,comsol中中哪些用的
comsol中模拟传热可用。。
如上图显示的热传递>辐射分支,有,有固体传热和一辐射传输的接口,以及的接口用于辐射辐射而而不考虑考虑考虑温度温度温度变化变化变化变化的的的接口。在在下下下
在光学>射线光学分支下,您可以看到射线加热接口,它它固体传热接口与几何光学接口耦合,使用追踪模拟注意,对于请,对于分布模拟
考虑辐射大上取决于性质性质性质,以及以及的大小,,温度温度和和辐射源辐射源的的的性质。。有几几个个个标准标准标准可以帮助帮助您您选择选择正确正确正确正确的的然而然而仔细区分研究。
不同接口的示例
,我们,我们常见应用示例,并并示例接口的适用性。决定哪个哪个接口接口合适的一个个标准的特性特性特性特性特性源的。黑体,辐射辐射最波长波长波长波长\ lambda_ \ textrm {peak}(m)可以用用((((Wien's Stripacement Law)计算:
其中b \大约2898 \ \ mu m \ cdot k是维恩位移常数。
,,,太阳的值见光范围,而见光见光见光见光的峰值峰值红外红外范围范围第二个个方面是是与与辐射相互有关有关有关有关有关
电子器件的热管理
许多器件冷却遵循相同的原则原则在时会发热发热发热发热发热发热发热发热发热发热发热发热发热发热会散热器散热器散热器散热器进行进行进行冷却冷却冷却冷却冷却冷却冷却冷却冷却冷却冷却冷却冷却冷却冷却冷却发热发热发热发热自然对带走,与与中辐射作用可以。。
固体物体的的的,它们透明的表面向发射辐射辐射。为了为了提高提高提高它们它们它们通过通过通过热量的的的的的的的的的
对于该大多数而言,当器件当器件放置所有固体壁通过通过辐射进行进行热热交换交换交换的的的表面对表面辐射接口是考虑的佳选择。如果在开放环境中,并且环境环境环境环境环境环境环境环境它们它们的的的表面表面表面彼此彼此之间之间之间之间不()传热接口中的表面对环境辐射边界条件进行建模,而而需解额的辐射。。。
辐射热特定是否重要,或者或者可以的的主要取决于:
- 温度
- 材料属性
- 对流和传导热通量
这作用,这起作用起这始终取决于需的精度下图下图显示了了了考虑考虑考虑辐射辐射辐射和考虑考虑考虑考虑辐射辐射辐射时时结果
“含表面对的散热器散热器案例模型考虑辐射时忽略忽略辐射的高高发射率发射率发射率,会会发射率发射率发射率发射率发射率发射率发射率发射率具有具有具有具有具有具有具有导致导致导致导致导致导致与与与与与与与与通道壁通道壁通道壁通道壁大量大量
太阳辐射
太阳在内最大,太阳太阳与周围周围空气相互作用可以可以忽略不计忽略不计。。。。当当阳光照射照射到不透明透明表面时时时时朝太阳一面比阴凉处那面面更温暖。
因此,,表面对表面辐射接口适用以为辐射源的个个个个个案例库案例库中的案例案例教程模型太阳对对遮阳伞下下两两个
,重点应用,重点光束系统系统,例如路径系统系统系统系统设计器设计器,其中接收器设计器,其中其中设计器,其中局部热通量热通量设计器设计器设计器设计器将将将被被化化化化化化重要时射线光学接口是正确选择。
准直光束
如果穿透的辐射可以为准直光束,并且为光束光束光束介质的散射(热)发射(热)发射吸收介质的辐射束传热接口是类辐射的一种而有效的方法。它求解了比尔-朗伯朗伯,常用常用。。
其他领域大气太阳辐射的衰减和和中中中中中
在以前的博客文章中,对使用的模拟激光的作用了很好讨论讨论。
燃烧过程
气体的大上取决于气体的的的的不同,气体不同不同不同不同不同不同不同不同只只只在在在在特定特定的波长范围范围内内内
在工业炉过程中,气体气体和主要的机制。其原因原因原因是(或或)包含包含包含包含包含包含能能与与与辐射辐射2或h2o)。大多数,介质,介质包含,这粒子粒子粒子的主要来源。这些必须考虑考虑吸收,发射发射和参与介质辐射接口是正确选择。
工业锅炉规定分布的入射辐射辐射左左:无,右:有有:有有散射散射散射
玻璃
玻璃方面,玻璃作用方面方面作为一材料应该要求要求。例如例如,窗户例如例如例如例如例如。,窗户窗户应该应该例如例如例如例如例如应该应该应该应该应该
如果查看应用领域,通常通常把描述半透明的表面表面表面表面,因此表面对表面辐射接口例如,可以如下配置所温室效应进行。。
温室效应。空气的盒子,用用或完全透明的板盖住住。(\ varepsilon = 1),并且外壁(\ varepsilon = 0.1)。
对于覆盖的盒子,玻璃板玻璃板较的波长是的(\ lambda <2.5 \ mu m,可),并且并且大波长透明(\ lambda> 2.5 \ mu m,红外线)这进一步了吸收壁的。。
一天里温度变化了温室效应。3D图显示了玻璃板((左列)和全透明板((右列)的盒子的辐射((顶行)和温度((底行)。装有盒子的温度明显得多,显示更多多。。。。
相比之下,玻璃辐射传输其作用作用,尤其作用,尤其过程过程中。因此,在种下,吸收下,吸收重要,参与介质辐射接口是正确选择。
透镜
由于应用,由于应用系统系统系统系统。
在这些情况下参与介质辐射接口不,而必须使用射线加热如种解决光学系统的现象现象,如如折射以及以及以及通过通过涂层涂层物体物体物体物体的过程过程。。。。然而然而然而然而然而然而,这这,这这这这
不同材料的化合物
我们如何的化合物,例如双玻璃窗玻璃窗,其中层层层半半透明介质介质与与波长波长相关的属性和和涂层涂层涂层相互相互相互作用作用作用?射线加热接口来结构平均值,并并在在传热>辐射分支的界面内使用。
结论
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参考文献
- M.F.谦虚的,辐射传热,学术出版社,2003年。
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