中溫輻射時物體黑度測定.doc

中溫輻射時物體黑度測試實驗報告1、 實驗目的（1）用比較法定性測量中溫輻射時物體的黑度。（2）通過理論計算的推導，鞏固輻射換熱的主要知識點。2、 實驗原理確定物理黑度的輻射法是一種比較法，其基本原理為在相同的條件下比較一個輻射吸收面對被測試樣和已知黑度的標準試樣熱輻射能的大小，從而求出被測試樣的黑度。物體表面的黑度是一個物性參數(shù)，其值取決于物體的性質(zhì)（種類）、表面溫度和表面狀況。各種實際物體的黑度大小不一，具體數(shù)值由實驗確定。如圖1所示，在由3個物體組成的封閉系統(tǒng)中，利用凈輻射法，可以求得物體3的凈輻射換熱量，進而求出待測物體的黑度。物體3的凈輻射換熱量按下式計算 （W） 圖1 封閉系統(tǒng) 其中；又根據(jù) 1.熱源；2.傳導腔體； 3.待測物體（受體） 角系數(shù)的互換性有 ，則 （W/m2）由于待測物體3在冷卻時，與環(huán)境主要以自然對流方式換熱，因此有 （W/m2）式中：為對流換熱系數(shù)，；為待測物體表面溫度，；為環(huán)境溫度，。由以上兩式可得當熱源1和傳導腔體的表面溫度一致時，并考慮到熱源1、傳導腔體2、待測物體3為封閉系統(tǒng)，則；因此，上式可寫成式中：為黑體輻射常數(shù)，；為黑體熱力學溫度，。根據(jù)上述方法，取待測物體a和黑體b，若，則由上式得上式即為比較法測黑度時的計算公式。3、 實驗裝置及其規(guī)范黑度實驗裝置1、2、4、10、11、12、13. 功能健 3. 顯示屏 5. 導軌 6. 熱源 7. 傳導腔體 8. 待測物體（受體） 9. 導軌支架 14.電源開關規(guī)范：（1）儀器上限溫度為85，實驗時設定溫度值最高不超過80。（2）當黑體b表面有劃痕時，要重新熏黑。（3）在拆卸待測物體時，先擰松熱電偶測頭固定螺栓，再拔下熱電偶，最后擰開導軌上固定待測物體的螺栓并取下。安裝時逆向操作。（4）同一臺儀器先后兩次測量（a、b），必須是相同的設定溫度（即溫度設定只進行一次），否則實驗數(shù)據(jù)無效。（5）絕對不許拆卸熱源。4、 實驗步驟（1） 檢查熱源和傳導腔體是否為無縫連接，否則重新對正連接。把待測物體a和傳導腔體對正靠近并緊固，并在兩者之間插入石棉板隔熱。（2） 接通220V交流電源，打開測量箱上的電源開關，儀器便開始加熱。（3） 拔出溫度設定旋鈕（此時發(fā)出“嘟嘟”聲），等顯示器上出現(xiàn)提示后調(diào)節(jié)至所需穩(wěn)定溫度，然后按下此按鈕（“嘟嘟”聲消失）。（4） 按測量箱上的“手動”健，小屏幕上將分別顯示各測點溫度值，不斷按此健，直至同時顯示所有測點溫度。（5） 觀察小屏幕上各點溫度，熱源、傳導1、傳導2三點溫度都恒定在設定溫度值時，取下石模板，重新把待測物體a和傳導腔體對正靠近并緊固。（6） 打開導軌支架上的時間顯示器，同時觀察各點溫度。當受體溫度變化較慢時，每隔35min記錄一次數(shù)據(jù)（4個測點溫度），直至受體溫度相對穩(wěn)定，把最終三組數(shù)據(jù)對應填入數(shù)據(jù)記錄表中。（7） 關閉測量箱上的開關及220V交流電源開關，取下待測物體a，裝上黑體b，重復步驟（1）、（2）、（4）、（5）、（6）。（8） 關閉測量箱上的開關及總電源開關，實驗結(jié)束。5、 實驗數(shù)據(jù)記錄與處理黑度實驗數(shù)據(jù)記錄表單位序號熱源溫度傳導1溫度傳導2溫度受體溫度（光面a）環(huán)境溫度（）160.460.660.533.627.6260.660.460.633.8360.760.660.433.9平均（）60.5760.5360.533.77單位序號熱源溫度傳導1溫度傳導2溫度受體溫度（黑面b）環(huán)境溫度（）160.060.160.442.127.6260.160.259.742.2360.260.460.442.3平均（）60.160.2360.1742.26、 問題討論1.什么是黑度？實際物體表面的黑度大小取決于哪些因素？2.何謂灰體？實際物體在什么的條件下可以看作灰體？答：1.在同一溫度下，實際物體的輻射能力與黑體的輻射能力之比，定義為