《热设计200问》选择题：判断某一传热过程究竟属于何种基本传热类型，其主要依据是什么？原创

陈继良 2026年8月11日 17:18

选择题：

从设备外壳到环境中其它物体的壁面（且这些壁面不与设备直接接触）之间的换热，属于哪种基本传热类型（）

A 热传导

B 热对流

C 热辐射

D 辐射换热

答案是C热辐射或D辐射换热。

与热传导和热对流不同，辐射换热本质上是表面与表面之间的相互作用，属于二维行为；而热传导和对流则是体积行为，属于三维过程。任何物体内部的微观粒子都处于不停的热运动中，部分热能会转化为电磁能，并从物体表面持续向外辐射。同时，来自外部空间的电磁波也会持续被物体表面吸收，并重新转变为热能。这种过程，就称为辐射换热。需要说明的是，‘热辐射’通常有时用来指物体表面向外发射热能的现象，而‘辐射换热’则涵盖发射与吸收的双向交换，二者只是术语侧重不同。

对于电子设备而言，通常设备表面温度高于环境壁面的温度。高温表面由于能量更大，向外的电磁辐射能力更强，因此在辐射换热中表现为净输出，也就是散热。

并且，辐射换热的净功率与物体表面绝对温度的四次方成正比。因此，温度升高时，辐射换热强度会急剧加大。在地球上运行的电子设备，其芯片和外壳温度通常不是特别高，辐射换热在总散热量中的占比取决于具体的冷却方式。

在自然对流散热（无风扇、流体流动缓慢、对流换热系数较低）的情况下，辐射换热占相当大的比重，一般超过20%。对于表面温升（相对环境）超过50℃的设备，辐射换热占比甚至可超过50%，因此不可忽略。但在采用强制风冷或液冷的数据中心服务器、交换机等设备中，绝大部分热量通过对流带走，辐射换热的占比几乎可以忽略。

在太空真空环境中，设备无法通过传导或对流散热，所有热量只能以热辐射的形式释放到空间。因此，对于运行在外太空的宇航设备，强化或削弱表面辐射换热是控制其温度的关键手段。

影响辐射换热效率的，除了温度之外，还有表面辐射系数和角系数。表面辐射系数是由材料表面材质和形貌决定的，提高表面辐射系数，能有效加强辐射换热强度。

角系数则是一种空间对应关系。辐射场通常认为是半球面的，被辐射面在整个辐射球面中被投射的有效面积占比，决定了它有机会承接多少比例的辐射能。对于两个无限大且完全正对的平行表面，角系数就是1，即一个表面辐射出的能量有100%的机会被另外一个表面承接。

如果被辐射面的吸收率也是100%（即表面辐射系数是1），则一个面的辐射出的电磁波就被另外一个面完全吸收了，这种理想化物体称为黑体。自然界不存在绝对黑体，辐射过来的电磁波，或多或少都会被部分反射或投射，从而吸收率小于1。辐射率和吸收率是同一个物理性质的不同表述，是相等的。

继续以角系数为例，如果被辐射面方向发生倾斜，则会有一些电磁波辐射到外部空间中，倾斜的角度越大，角系数就越低，就有越多的电磁能辐射到外部空间中。因此，通过调节两表面的相对位置和角度，同样可以调控它们之间的辐射换热强度。

我是陈继良，如果你有热管理相关的问题或想法，欢迎和我交流。

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