GB 4797.4-1989 电工电子产品自然环境条件 太阳辐射与温度.pdf

中华人民共和国国家标准
电工电子产品自然环境条件
太阳辐射与温度
GB4797、4~-89
Environmental conditions appearing in
na ture for electric and electronic products
Solar radiation and temerature
1主内容与适用范?
本标准规定了电工电子产品的自然环境条件:太阳辐射与温度
本标准适用于电工电子产品在自然环境条件中对太阳辐射与温度等级的选择
本标准把太阳辐射按区域分成几个主要的极限严酷程度等级,作为户外产品选择相应的太阳辐射
严酷程度的依据·它适用于海拔高度低于5000m的地区。
当制订产品的运输、贮存、使用环境淾件标准时,有关太阳辐射的等级必须采用GB4796《环境参
数分类及其严酷程度分级冲列出的数值
2术语
2.1太阳辐射 solar radiation
太衵辐射亦称日射”,通常指太阳向周树空间放射的电磁波能量。
2.2总辐射 global radiation
投射到水平地表面上的直接太阳辐射与天空辐射之和
2.3直接太阳辐射 direct solar radiation
直接太阳辐射亦称太阳直接辐射,在与太阳辐射方向相垂直的平面上所接收到的直接来自太阳(不
包括经由大气教射)的那一部分太阳辐射通量密度
4天空辐射 sky radiation
天空辐射亦称天空散射辐射,由于大气的气体成分和悬浮于大气中的杂质对太阳辐射的散射作用
而从半球形天空到达水平地表面的短波辐射通量
2.5辐射总星 riti&tion sui
辐射强度与照射时间的乘积、通常以辐射日总量的基本单位kW?hy/(m2?6)表示
2.6辐射强度 radiant intensity
单位时间内通过单位面积上的辐射能量,单位为W/m2或cal/(cm2?min)。
3太阳辐射严酷程度
3.1太阳辐射的严酷程度取决于产品表画所受辐射强度或辐射总量。
3.2太阳辐射的最大值出现在无云日中午与太阳光方向垂直的表面上,即垂直于平面的直接太阳
射;其最高值取決于当时空气中的悬浮微粒、臭氧与水蒸气的含量
3.3当出现最大辐射强度时,同时出现的温度不是最高,即不会出现GB4797.1中各相应区域给出的
中华人民共和国机械电子工业部19890115批准
990-01-01实施
最高气温
3.4太阳辐射的热效应主要出短时高强度的辐射所造成,一般以直接太阳辐射的最大值表示,下表列
出了我国太阳辐射的等级
直接太阳辐射的最大值
w/m3(cal/(cm2?min)
等
级
适用范围
注
1000(1.40)
亚湿热及湿热她区
不包括亚湿热及湿热地区、但包括此两地
1120(L.60
海拔高度3000m以下地区
区中的山地
包括寒温的大部分地区以及暖温的西部
L180(
海拔高度300-·500m地区
边缘地
注:表中的气候区是按GB4797.1的区域分布图划分的,参见中国六种气候区的太阳辐射强度分布图
3.5太阳辐射的光老化效应,取决于辐射日总量,一般以辐射日总量的月平均或年平均值表示。
南极附近,辐射日总量的最高月平均值为10.8kw?h/(m2?d)(9288000cal/(m2?d)。
副热带沙漠地区,辐射总量的最高月平均值为8.5kW?h/(m2、d)(730000ca1/(m2?d)。
副热带沙漠地区,辐射日总量的最高年平均值为7.0kW?h/(m2d)(6027000cal/(m2?d)。
4太阳辐射与温度的关系
太阳辐射与温度的关系见附录A(补充件)A2章
05
7ui'4lj
10
北邵湾?
诸
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中国六种气候区的太阳辐射强度分布图
GB4797.4-89
附录A
太阳辐射概况及其与温度的关系
(补充件)
A1太阳辐射的物理过程
太阳光以电磁波方式呈球状从半径方问向四处发射通过宇宙空间到达地球。达到地球表面的大
教能量,其波长在0.3~4um范围内,即包括紫外、可见和红外三大光谱区。其中99%的太阳能是以低
于4m波长发射的。波长低于0.3pm的大部分能量被大气层所吸收·因而不会到达地球表面。辐射最
强区域出现在0.48um左右的可见光范围内
太阳对地表某处的相对位置,变化在°~90”之问.0°时(日出或日没),辐射量最弱,趋近于零:90°时
(中午)太阳直射,辐射量最强。当太阳辐射垂直于地面时,単位面积上在単位时间内接受的太阳能(热
能)为最大。如无大气,且太阳与地球之间处于平均距离时,此值即为太阳常数,其近似值为:.37kW
m3(1.96cal/(cm2,min)。但由于太阳与地球间的距离在年期间是周期性地变化着,因而太阳常数
在不同月份里是不同的,如1月的近似值为.flkW/m3(2.02cal/(cm2min),7月的近似值为1:.32
阳辐射通过大气时,会遇到各种粒子(如水汽、云、雨滴、尘埃)和气体(氧、氧化碳、臭氧等),辐
射线将被进一歩吸收与散射,其中波长较短部分辐射会被空气分于与大气中浮游的灰尘所散射,敢射的
结果,部分朝向天空,其余到达地面.因此,地球上某一地点接受太阳的能量,一-部分米自直接辐射,另
部分则提散射辐射,两者之和称之为总辐射
太阳辐射最大值出现在无云日中午太阳光与地球表面垂直的方位上,当空气中含水量近cm,昊
氧含量为2mm,空气混浊系数为0.05的悬浮微粒时,直接太阳辐射的最大值会达到1.12kwW/m2
(」.60cal/(cm2?rmin),当太阳对地平面的入射角大于60°时,对于无エ救污染的城市,此值具有
的代表性
直接太阳辐射强度随空气混浊度的増大雨减少。亚热带气候较温带、寒带气候混浊度高,城市上空
比农村上空混浊度高,在同一地点夏季比冬季混浊度高。因此,太阳辐射强度的最大值,并不出现在气温
最高的时间。
地面因接受太阳能变热以后,也向大气辐射,称为地面辐射,因地面辐射是长波辐射,故很快大气
中的水汽、云层与二氧化碳等吸收,当大气因吸收地面辐射受热以后也向外发散长波辐射,向下的部
分辐射因为和地面辐射方向相反,所以称为逆辐射。
夜间,地面韆射造成热量的散失永远超过逆辐射的吸收,所以夜间因辑射冷却温度降低。
A2太阳辐射对产品的影响
太阳辐射对产品的影响,主要分为下述两方面
影响产品发热而引起的升温
外产品经受太阳辐射后,所达到的温度可定义为周堌实际空气温度和太阳辗射量组合作
用在物体某一表面所达到的稳定状态时的温度,此外也与物体表面对太阳光的吸收系数么以及表面热
传导系数小有关。由式(A1)可求得近似值
式中:aー一取决于物体表面的颜色,一般取0.7;
h,一一表面的热传导系数,包括向周图环境的热辐射、热传导和由风造成的热对流,W/(m2,℃),