傳熱學(xué)固體表面黑度的測(cè)定三級(jí)項(xiàng)目

傳熱學(xué)三級(jí)項(xiàng)目

固體表面黑度的測(cè)定學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：目錄實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)裝置與設(shè)備實(shí)驗(yàn)原理與步驟注意事項(xiàng)及說(shuō)明實(shí)驗(yàn)過(guò)程與數(shù)據(jù)記錄心得體會(huì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

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

實(shí)驗(yàn)裝置及設(shè)備

實(shí)驗(yàn)設(shè)備由黑度測(cè)定儀本體及三個(gè)系統(tǒng)組成。三個(gè)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(cè)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(zhǎng)269mm。外殼內(nèi)徑為φ99.2mm，管長(zhǎng)269mm。本實(shí)驗(yàn)裝置的外殼內(nèi)表面黑度取ε2=0.6。具體測(cè)量原理及裝置參見(jiàn)下圖

實(shí)驗(yàn)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(jì)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(duì)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(shí)驗(yàn)測(cè)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(cè)量不同溫度下的黑度值，從而畫(huà)出ε1

=

f(T1)曲線。

實(shí)驗(yàn)步驟

1、將所用的儀表及測(cè)量?jī)x器按圖連接好，經(jīng)指導(dǎo)老師同意，開(kāi)啟電源。

2、開(kāi)啟真空泵，打開(kāi)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(kāi)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(guò)一段時(shí)間，觀察溫度表，待溫度基本不再變化時(shí)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(diǎn)溫度達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)后，重復(fù)第3項(xiàng)，記錄不同溫度下的各組數(shù)據(jù)。

5、打開(kāi)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(cè)量，重復(fù)步驟1-4。

注意事項(xiàng)及說(shuō)明

1、停泵前必須先關(guān)閉真空閥；

2、真空閥只能在開(kāi)真空泵后打開(kāi)，否則真空泵內(nèi)的油會(huì)被抽走過(guò)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(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)分析理論上實(shí)驗(yàn)測(cè)試的試件表面黑度在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)50℃—130℃內(nèi)隨溫度上升且呈波動(dòng)狀變化。誤差分析1.實(shí)驗(yàn)儀器本身由于精密程度的限制及測(cè)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(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量產(chǎn)生一些影響。

3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是分配在一天中用兩臺(tái)儀器測(cè)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(huì)造成測(cè)量誤差

5.本實(shí)驗(yàn)ε2的取值實(shí)際上是在變化的，為方便計(jì)算取ε2=0.6，此處存在誤差心得體會(huì)

通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)了我們的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力，認(rèn)識(shí)了團(tuán)隊(duì)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)