中温固体表面法向发射率测量仪(大屏幕).doc

+ 中温固体表面法向发射率测量仪一、实验目的用比较法，定性地测量中温辐射时物体黑度。二、原理概述由n个物体组成的辐射换热系统中，利用净辐射法，可以求物体I的纯换热量Qnet.i (1)式中： Qnet.ii面的净辐射换热量。Qabs.ii面从其他表面的吸热量。 Qe.i i面本身的辐射热量。 i i面的黑度。 i(dk)k面对i面的角系数。 Eeff.kk面有效的辐射力。 Eb.ii面的辐射力。 i面的吸收率。 Fii面的面积。根据本实验的设备情况，可以认为：1、传导圆筒2为黑体。2、热源。传导圆筒2。待测物体（受体）3，它们表面上的温度均匀（图1）。图一辐射换熱简图1热源 2传导圆筒 3待测物体因此，公式（1）可写成：Qnet.3=3(Eb.1 F1i.3+ Eb.2 F22.3+3Eb.3 F3)因为F1= F3；3=3；3.2=1.2 又根据角系数的互换性F22.3= F33.2 ，则： q3=Qnet.3/F3=3(Eb.1i.3+ Eb.21.2)3Eb.3= 3(Eb.1i.3+ Eb.21.2Eb.3) （2）由于受3与环境主要以自然对流方程换热，因此： q3=(t3tf) （3）式中：换热系数t3待测物体（受体）温度tf环境温度由（2）、（3）式得： （4）当热源1和黑体圆筒2的表面温度一致时，Eb1=Eb2 ，并考虑到，体系1，2，3，为封闭系统，则： i.3+1.2=1由此，（4）式可写成： （5）式中b称为斯蒂芬玻尔茨曼常数，其值为5.710-8w/m2k4。对不同待测物体（受体）a,b的黑度为：；设aa=ab,则： （6）当b为黑体时，b1，（6）式可写成： （7）三、实验方法和步骤本实验仪器用比较法定性地测定物体的黑度，具体方法是通过对三组加热器电压的调整（热源一组，传导体二组），使热源和传导体的测量点恒定在同一温度上，然后分别将“待测”（受体为待测物体，具有原来的表面状态）和“黑体”（受体仍为待测物体，但表面薰黑）两种状态的受体在恒温条件下，测出受到辐射后的温度，就可按公式计算出待测物体的黑度。具体步骤如下： 1、热源腔体和受体腔体（使用具有原来表面状态的物体作为受体）靠紧传导体。2、接通电源，拉开温度设定旋钮使其设定到试验所需温度，设定完成后推进温度设定旋钮，系统自动跟踪设定温度。3、系统进入恒温后（各测温点基本接近，且在五分钟内各点温度波动小于3），开始测试受体温度，当受体温度五分钟内的变化小于3时，计下一组数据。“待测”受体实验结束。4、取下受体，将受体冷却后，用松脂（带有松脂的松木）或蜡烛将受体薰黑，然后重复以上实验，测得第二组数据。将两组数据代入公式即可得出代测物体的黑度受。四、注意事项1、热源及传导的温度不宜超过95。2、每次做原始状态实验时，建议用汽油或酒精将代测物体表面擦净，否则，试验结果将有较大出入。五、试验所用计算公式根据（6）式本实验所用计算公式为： （8）式中： 0相对黑体的黑度，该值可假设为1。 受代测物体（受体）的黑度。受受体与环境的温差。0黑体与环境的温差。T源受体为相对黑体时热源的绝对温度。受体为被测物体时的热源绝对温度。T0相对黑体的绝对温度。T受待测物体（受体）的绝对温度。六、实验数据记录和处理（举例） A0 实验数据序号N0热源传导 受体（紫铜光面）备注12123室温 平均 序号N0热源传导 受体（紫铜薰黑）12123平均 B0 实验结果由实验数据得： T受=74K T0=（135+273）K T0=110K T/源=（259+273）K T源=（261+273）K T受=（99+273）K将以上数据代入（8）式得：在假设0=1时，受体紫铜（原来表面状态）的黑度受即为0.58。七、显示屏操作说明图1 显示屏面板1、面板按钮说明（如图二所示）K1=开机/说明/设置K2=退出K3=查看设定/加K1 K5 K4 K3 K2K4=起动停止开关/减K5=计时器清零/进位2、开机打开电源后指示灯频闪，按K1即可正常工作，此时K3可查看设定温度，K4是起动/停止开关，此时按K1可进入说明页，再按返回工作状态。3、设置在工作状态下按K1不放（大于2秒）即可进入