目前在这个散热片中热传导的讨论中我们只考虑了传导,对流,辐射中的两个机理,传导(仅仅在实体内部:芯片和散热片)和对流(散热片耗散到环境的空气中的热量).通过辐射的热交换可以忽略,因为在当前散热片的温度条件下,辐射量是非常小的,可以忽略。而在下面一个热传导的例子中的,辐射是不可以忽略的。
辐射可以在两个不同温度的物体之间进行也可以将物体的热量辐射到空间。由于辐射在真空中传播,因此不需要任何介质就可以发生辐射。
图16任何两个不同温度的物体通过辐射产生的热交换。而且一个物体也可以将热量辐射到环境中。
温度为T1,T2的两个物体间通过辐射产生的热交换大小与两个物体绝对温度的四次方差,参与辐射的表面积大小和辐射表面的发散率(辐射能力)成正比,辐射表面的发射率可以定义成在同一温度下表面的发射功率与黑体的发射功率之比。材料指定的发射率值介于0和1.0之间。因此,黑体的发射率为1.0,理想反射体的发射率为0。由于通过辐射产生的热交换与绝对温度的四次方成正比,因此对于高温的热分析,辐射就显得非常重要。
一个带有真空灯罩的聚光灯,假设真空灯罩足够大,从真空罩反射回聚光灯泡的热量可以被忽略,灯泡和反射器都是在真空环境中,而铝制灯罩的外表面则暴露在空气中。(图17).
图17聚光灯模型中,反射面和灯泡都是在真空环境中,反射罩的外表面暴露在空气中。
灯泡产生的热量一部分辐射到空间,另一部分则辐射到反射器中,只有一小部分热量在灯泡和灯罩接触的部分通过热传导传递到灯罩中,辐射到灯罩的热量又被分为两部分T:一部分辐直接射掉,另一部分由反射面通过热传导传递到接触空气的外表面,然后通过对流耗散到空气中。
分析结果显示灯罩的温度比较均匀,因为铝的传导率很高,因此热量可以很好的在灯罩中进行传导。(图18)
图18聚光灯中温度的分布
注意,辐射只在高温才会显得比较重要。灯泡必须由足够高的温度才能辐射热量。