部分透明辐射窗口的简单物理模型及其与辐射冷却器的比较
应用物理
2019-06-19 v1 光学
摘要
本工作中,我们近似求解一维辐射传热问题,以对部分透明辐射窗口与辐射冷却器的时间平均性能进行比较分析。我们的物理模型包含大气、窗口与背壁,它们彼此处于热平衡,并可通过辐射传热或对流交换能量。此外,我们对大气与窗口材料的光学性质采用简化的两态模型,该模型在可见光/近红外与中红外光谱范围内假设两组不同的光学反射/吸收/透射参数。进而,我们区分了部分透明窗口与辐射冷却器的设计目标,并给出了实现这些目标的材料参数最优选择。因此,辐射冷却器通常在可见光下不透明,其主要目标是设计一款其暗面温度尽可能低于大气温度的冷却器。而对于辐射窗口,其表面在可见光下必然部分透明。故在冷却模式下,主要问题是在窗口阴面温度不超过大气温度的前提下,可实现的最大可见光透射率。我们相信,这一简单而深入的辐射窗口与冷却器比较分析,可对众多从事相关领域研究的科学家与工程师有所裨益。
引用
@article{arxiv.1906.07638,
title = {Simple physical models for the partially transparent radiative windows, comparison to the radiative coolers},
author = {E. Zhang and C. Caloz and M. Skorobogatiy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.07638},
year = {2019}
}