二、熱量傳遞過程與火災成長關係密切,試敘述熱輻射之物理機制與影響熱輻射之因 素。(25分)
詳解 (共 6 筆)
詳解
熱輻射之公式
q=輻射度*比例常數*A*T^4
若黑體輻射度=1,比例常數=波茲曼常數5.67*10^-8,A=表面積,T=絕對溫度
" 熱輻射之熱量與距離平方成反比"
定義:
1.能量傳遞不須介質,即可傳達熱量的現象
2.為火場中,向鄰棟建築物延燒的主要傳遞方式
物理機制:
1.本身為一種電磁波,以光速傳播,波長範圍0.4-100μm
2.若物體為黑色或表面越粗糙,藉由輻射所吸收的熱量越高
3.火場溫度高時,為最主要的熱量傳遞方式 4.若受熱輻射影響之建物、儲槽等進 行冷卻降低溫度,防火災蔓延擴大
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詳解
影響輻射的因素
1輻射物體溫度及輻射面積 輻射熱量與輻射物體溫度四次方,輻射面積成正比
2輻射物體與受輻射物體間之距離 輻射熱量與距離平方成反比
3輻射物體與受輻射物體之相對位置 輻射角度為0時,承受熱量為最高,輻射熱量隨輻射角之餘弦而變
4表面狀況
輻射能量傳達損失為25~50%
詳解
熱輻射 無需透過任何介質即可傳達熱能
影響熱輻射因素:物體表面積 物體溫度 比例常數
詳解
輻射熱量與福射物體溫度4次方及福射面積成正比
詳解
Q= σ×ε×A×T4 ×(cosθ/d2)
Q 熱輻射之功率(W)
ε 輻射度 若黑體=1
A 面積(m2)
T 溫度(K)
d 距離
σ 史帝芬波茲曼常數 5.67×10-8(W/K.m2)
若並非直射則需考慮角度θ,直射時cosθ=1
輻射物與受熱物平行時,θ=0,熱量將最高
輻射為熱不藉由任何介質 從高溫物體傳遞熱量到低溫物體的現象
因不需要介質 任何兩物體間都可能發生輻射熱
依公式可知 輻射熱的強度與溫度四次方成正比,與距離平方成反比
深色的物體、粗糙的表面所吸收的輻射熱會更高
當火災處於初期階段輻射熱將成為主要的熱量傳遞模式
如閃燃,成因之一是累積於天花板的煙熱透過輻射傳遞給區域內的可燃物
詳解
Maximum Temperature Concept