2017-10-21 07:56:17

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大气科学
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辐射冷却是物体通过热辐射而损失热量的过程。物体通过辐射所放出的能量,称为辐射能,简称辐射。

基本信息

  • 中文名

    辐射冷却

  • 外文名

    Radiation cooling

  • 属性

    物件透过辐射散去热能的过程

  • 学科

    大学物理

  • 应用

    建筑散热 夜间制冰

  • 相关概念

    对流换热

折叠 编辑本段 简介

辐射冷却是物体通过热辐射而损失热量的过程。物体通过辐射所放出的能量,称为辐射能,简称辐射。

折叠 编辑本段 地球辐射冷却

折叠 地球的能源预算

在地球大气系统的情况下,它是指发射长波(红外)辐射的平衡从太阳的短波(可见)能量的吸收的过程。地球失去热量的确切过程比经常描绘的更为复杂。特别地热量的对流传输和潜热的蒸发运输对于从表面去除热量并将其重新分布在大气中是重要的。纯粹的辐射运输更重要。昼夜和地域变化使地球辐射冷却变得更加复杂。

由于太阳辐射每平方米的差异所导致的地球大气层的大规模循环。由于地理因素,地球的热带地区较多地吸收了太阳辐射能量,大气和海洋循环通过涡流重新分配一些这种能量。因此,如果没有循环,热量辐射到空间将会减少,而极点将会辐射更。所以说,热带会辐射到空间更多能量。

折叠 夜间表面冷却

辐射冷却通常在没有乌云的夜晚更强烈,热量会从地球表面或人类观察者的皮肤辐射到空间中时。有时,即使当温度不低于冰点时,相同的辐射冷却机制也会起作用。

折叠 开尔文对地球年龄的估计

辐射冷却通常用于地质年代的推算,尽管相同的原理适用于冷却地质时间,首先由开尔文发现利用这种方法估计地球年龄(尽管他的估计忽视了放射性同位素衰变会释放的大量热量)。

折叠 编辑本段 应用

折叠 科研

美国斯坦福大学研究人员范汕洄及其同事制造了一种辐射冷却装置,至少可以使物体温度比环境温度下降33℃;在阳光照射期间,最高可降低42℃。而之前,辐射冷却在白天仅能使温度下降5℃左右,在夜晚使温度下降15℃至20℃左右。新装置降温幅度明显,刷新了该领域的世界纪录。研究团队报告称,通过透明窗口将热释放至太空的高选择性热辐射器,是该辐射冷却装置得以取得创纪录冷却效果的关键。另外,论文作者还做出了理论分析,证明其较环境温度下降60℃也是可能的。

折叠 建筑

高屋顶组合具有高光学反射率和高红外辐射率,从而同时减少太阳的热量传递和通过辐射增加散热。辐射冷却为住宅和商业建筑物的辅助被动冷却提供了巨大的潜力。

2017年有研究人员宣布在聚合物基质中随机嵌入共振光电微球体。该材料对太阳光谱透明,实现了0.93%多的红外线发射率。当采用银涂层时,材料在阳光直射下实现93W / m的中午辐射冷却功率,同时具有高通量。

折叠 夜间制冰

在印度人造制冷技术发明之前,夜间制冷制冰很常见。该装置由薄陶瓷托盘和薄层水构成,放置在户外,清晰的暴露在夜空中。底部和侧面用厚厚的干草隔绝。在清澈的夜晚,水会通过向上的辐射而失去热量。如果空气平静而切温度不是远远超过冰点,通过对流向周围空气的散失的热量足够使水结冰。

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