傳熱學(xué)固體表面黑度的測定三級項目

傳熱學(xué)三級項目

固體表面黑度的測定學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：目錄實驗?zāi)康膶嶒炑b置與設(shè)備實驗原理與步驟注意事項及說明實驗過程與數(shù)據(jù)記錄心得體會實驗?zāi)康?/p>

1、鞏固輻射換熱理論。2、掌握用真空輻射法測定固體表面的黑度的實驗方法。3、分析固體表面黑度隨溫度的變化規(guī)律。

實驗裝置及設(shè)備

實驗設(shè)備由黑度測定儀本體及三個系統(tǒng)組成。三個系統(tǒng)分別為

1、加熱系統(tǒng)：包括電加熱器、電流表、電壓表、調(diào)壓器、穩(wěn)壓集成塊。

2、真空系統(tǒng)：包括真空泵、真空保持閥、真空表、大氣閥以及密封裝置。

3、熱電偶測溫系統(tǒng)：包括外殼及試件上的熱電偶、數(shù)顯溫度表。

本體是由圓柱管的試件及外殼組成。試件外徑為φ25.2mm，管長269mm。外殼內(nèi)徑為φ99.2mm，管長269mm。本實驗裝置的外殼內(nèi)表面黑度取ε2=0.6。具體測量原理及裝置參見下圖

實驗原理

當(dāng)一物體放在另一物體的空腔內(nèi)，且空腔內(nèi)不存在吸收熱輻射的介質(zhì)（如空氣），彼此以輻射換熱方式進(jìn)行熱交換，其輻射換熱量由下式計算：F1——試件外表面積（

），由D1=0.0252m，L1=L2=0.269m可知；F2——外殼內(nèi)表面積（

），由D2=0.0992m可知；C0——黑體輻射系數(shù)，C0=5.67W/；T1、T2——分別為試件外表面和外殼內(nèi)表面的絕對溫度，K；ε1、ε2——分別為試件外表面和外殼內(nèi)表面的黑度。當(dāng)F1、F2為已知，由實驗測得Q12、T1、T2，根據(jù)式（1）試件外表面黑度ε1可由下式算出：為了研究試件表面黑度ε1隨溫度T1的變化關(guān)系，必須測量不同溫度下的黑度值，從而畫出ε1

=

f(T1)曲線。

實驗步驟

1、將所用的儀表及測量儀器按圖連接好，經(jīng)指導(dǎo)老師同意，開啟電源。

2、開啟真空泵，打開真空保持閥，使系統(tǒng)中形成真空。觀察真空表，系統(tǒng)中形成真空后可以關(guān)閉真空泵。開啟加熱電源，調(diào)整調(diào)壓旋鈕，將電壓調(diào)到預(yù)設(shè)初值。

3、經(jīng)過一段時間，觀察溫度表，待溫度基本不再變化時記錄第一組溫度及電加熱器的電流電壓。

4、改變加熱器的電壓，待各點溫度達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)后，重復(fù)第3項，記錄不同溫度下的各組數(shù)據(jù)。

5、打開通大氣閥，使空腔內(nèi)通大氣散熱。然后換另一種表面材料的試件重新測量，重復(fù)步驟1-4。

注意事項及說明

1、停泵前必須先關(guān)閉真空閥；

2、真空閥只能在開真空泵后打開，否則真空泵內(nèi)的油會被抽走過程展示圖片及數(shù)據(jù)采集★圖片及數(shù)據(jù)采集U/VI/AT1/℃T2/℃160.225224U/VI/AT1/℃T2/℃180.246227U/VI/AT1/℃T2/℃200.287029U/VI/AT1/℃T2/℃220.327530U/VI/AT1/℃T2/℃240.368533U/VI/AT1/℃T2/℃260.488434U/VI/AT1/℃T2/℃280.5210439U/VI/AT1/℃T2/℃300.5611443U/VI/AT1/℃T2/℃320.6012446U/VI/AT1/℃T2/℃340.6213249★數(shù)據(jù)處理材料U/AI/AT1/℃T2/℃ε1普通160.2252241.0097180.2462270.9185200.2870290.9773220.3275301.1087240.3685331.1082260.4884341.8391280.52104391.3865300.56114431.3749320.60124461.3463340.62132491.3208三維模擬圖★實驗分析數(shù)據(jù)分析理論上實驗測試的試件表面黑度在試驗溫度范圍內(nèi)50℃—130℃內(nèi)隨溫度上升且呈波動狀變化。誤差分析1.實驗儀器本身由于精密程度的限制及測量原理的約束可能存在一定的系統(tǒng)誤差。

2.環(huán)境溫度會對實驗測量產(chǎn)生一些影響。

3.實驗數(shù)據(jù)是分配在一天中用兩臺儀器測得有所差異，可能引起一些誤差。

4.真空條件不能百分之百保證會造成測量誤差

5.本實驗ε2的取值實際上是在變化的，為方便計算取ε2=0.6，此處存在誤差心得體會

通過這次實驗，增強了我們的動手能力和實踐能力，認(rèn)識了團隊精神的重要性和科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性，掌握了新型的思維方法，認(rèn)