传热学三级项目

1、传热学三级项目题目：固体表面黑度的测定班级：模具一班指导教师：刘庆国课程名称：传热学组员：胡忠健 胡政玺 侯毅2016年11月20日目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 一、摘要3 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 二、关键词3 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 三、前言3 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 四、正文4.实验设备介绍及实验原理分析4.实验原理4.实验步骤5 H

2、YPERLINK l bookmark10 o Current Document 五、实验结论7 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 六、成员分工7七、参考文献8一、摘要通过课堂的学习，我们知道实际物体的辐射力与同温度下 的黑体辐射力称为实际物体的黑度，在这个测量固体表面黑度 的项目中，首先设计一个已知外表面的工件，将其放入不存在 吸收热辐射的介质中，实验中为真空的系统，测出换热量，通 过调节试件外表面温度，研究试件表面黑度随温度的变化，再 通过对实验数据的分析整理，计算出黑度，进一步加深对黑度 的认识。二、关键词黑度普通镀铬管表面热辐射三、前言

3、本实验的目的是为了巩固辐射换热理论，掌握用真空辐射 法测定固体表面黑度的试验方法，分析固体表面黑度随温度的 变化规律。在辐射换热理论中，黑体占有重要地位，黑度取决 于物体的性质、物体的温度、表面状态、波长、方向等，通过 本实验的学习，更加深入地理解了辐射换热理论，掌握了用真 空辐射法测定固体表面黑度的方法。本实验根据已经有的实验 仪器，通过对电压的调节，两个小时进行一次数据记录。本实 验装置中存在空气泵，可以将管内的空气抽干净，以保证在实 验过程中没有导热对实验的影响。实验室要记录两个温度和当 时仪器的电压和电流。通过公式进行计算，在坐标图上画出曲 线，以便分析不同温度下对表面黑度的影响。通过

4、对不同组的 实验数据进行横向比较，可以看出不同材料的黑度受温度的不 同影响。小组成员自己装卸仪器，测量工件尺寸，记录实验数据，增强了动手能力，根据生活经验和传热学知识，我们判断 固体表面的黑度随温度的升高呈现下降或波动趋势。四、正文.实验设备介绍及实验原理分析（1）实验设备由黑度测定仪本体及三个系统组成。三个 系统分别为1）、加热系统：包括电加热器、电流表、电压表、调压 器、稳压集成块。2）、真空系统：包括真空泵、真空保持阀、真空表、大 气阀以及密封装置。3）、热电偶测温系统：包括外壳及试件上的热电偶、数 显温度表。本体是由圆柱管的试件及外壳组成。试件外径Q24.80mm，6 Z d管长270

5、mm。外壳内径为Q98.24mm，管长270mm。本实 验装置的外壳内表面黑度取2=0.6。具体测量原理及装置参 见图4-1。图4-1辐射传热实验装置简图.实验原理当一物体放在另一物体的空腔内，且空腔内不存在吸收热 辐射的介质时（如空气），彼此以辐射换热方式进行热交换，其辐射换热量由下式计算:式中F1式中F121试件外表面积42 ) 夕卜壳内表面积42 )C0黑体辐射系数，C0=5.67 W/m2k4T1、T2分别为试件外表面和外壳内表面的绝对温 度，K；1、2分别为试件外表面和外壳内表面的黑度。当F1、F2为已知，由实验测得Q12、T1、T2,根据式(1) 试件外表面黑度1可由下式算出：为了

6、研究试件表面黑度1随温度T1的变化关系，必须测 量不同温度下的黑度值，从而画出1 = f(T1)曲线。.实验步骤(1)、将所用的仪表及测量仪器按图4-1连接好，经指 导老师同意，开启电源。(2)、开启真空泵，打开真空保持阀，使系统中形成真 空。观察真空表，系统中形成真空后可以关闭真空泵。开启加 热电源，调整调压旋钮，将电压调到预设初值。(3)、经过一段时间，观察温度表，待温度基本不再变 化时记录第一组温度及电加热器的电流电压。(4)、改变加热器的电压，待各点温度达到新的稳定状 态后，重复第4项，记录不同温度下的各组数据。(5)、打开通大气阀，使空腔内通大气散热。然后换另一种表面材料的试件重新测

7、量，重复步骤1-4。最后实验完毕，切断电源，整理好实验现场。4)实验试件测绘的三维图(5)实验数据材料序号UIT1T1VA0CoC镀铭1160.1860400.97镀铭2200.2270400.95镀铭3240.2683400.93镀铭4280.36107420.81镀铭5300.44121420.90(6)实验结果分析计算不同温度下的J值，画出J = f(T1)的曲线，并对实验 结果进行分析。0.712345根据以上数据在坐标纸上画出黑度与工件外表面温度的 曲线图，由图可以看出黑度与工件表面温度的关系：整体上固 体表面黑度随工件表面温度升高而逐渐降低。在温度为107 摄氏度时突然上升，但不影响总体结论的得出。五、实验结论普通镀铬管表面黑度的大小是随着温度的增大逐渐减小 的，因为实验存在着误差，所以实验数据图线看起来有一定起 伏。黑度是衡量物体表面辐射换热能力的一个重要指标，在一 定温度下，将灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比 定义为物体的黑度，或物体的发射率，用表示。通过本次项目，我们更加深刻的理解了黑度这个概念，并 成功的完成了固体表面黑度的测量，知道了黑度与表面温度是 有关的，并且通过与其他组的比较，我们还了解到黑度与材料 表面的情况是有关系的。同时，我们更加体