燕大傳熱學(xué)三級項目裝備一班普通鋼管

燕大傳熱學(xué)三級項目裝備一班普通鋼管燕大傳熱學(xué)三級項目裝備一班普通鋼管燕大傳熱學(xué)三級項目裝備一班普通鋼管資料僅供參考文件編號：2022年4月燕大傳熱學(xué)三級項目裝備一班普通鋼管版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：傳熱學(xué)三級項目普通鋼管表面黑度的測定班級：11級裝備一班姓名：課程名稱：傳熱學(xué)指導(dǎo)教師：張興中日期：2013年12月目錄摘要…………2項目報告正文………………3實驗設(shè)備……………3實驗原理……………3實驗步驟……………4實驗試件測繪的三維圖……………5實驗數(shù)據(jù)……………5實驗結(jié)果分析………6實驗結(jié)論……………………7心得體會……………………7成員分工……………………7主要參考文獻………………7附件:試件設(shè)計圖紙。普通鋼管表面黑度的測定（燕山大學(xué)機械工程學(xué)院）摘要通過課堂的學(xué)習(xí)，我們知道實際物體的輻射力與同溫度下的黑體輻射力稱為實際物體的黑度，在這個測量固體表面黑度的項目中，首先設(shè)計一個已知外表面的工件，將其放入不存在吸收熱輻射的介質(zhì)中，實驗中為真空的系統(tǒng)，測出換熱量，通過調(diào)節(jié)試件外表面溫度，研究試件表面黑度隨溫度的變化，再通過對實驗數(shù)據(jù)的分析整理，計算出黑度，進一步加深對黑度的認識。本實驗的目的是為了鞏固輻射換熱理論，掌握用真空輻射法測定固體表面黑度的試驗方法，分析固體表面黑度隨溫度的變化規(guī)律。在輻射換熱理論中，黑體占有重要地位，黑度取決于物體的性質(zhì)、物體的溫度、表面狀態(tài)、波長、方向等，通過本實驗的學(xué)習(xí)，更加深入地理解了輻射換熱理論，掌握了用真空輻射法測定固體表面黑度的方法。本實驗根據(jù)已經(jīng)有的實驗儀器，通過對電壓的調(diào)節(jié)，兩個小時進行一次數(shù)據(jù)記錄。本實驗裝置中存在空氣泵，可以將管內(nèi)的空氣抽干凈，以保證在實驗過程中沒有導(dǎo)熱對實驗的影響。實驗室要記錄兩個溫度和當(dāng)時儀器的電壓和電流。通過公式進行計算，在坐標(biāo)圖上畫出曲線，以便分析不同溫度下對表面黑度的影響。通過對不同組的實驗數(shù)據(jù)進行橫向比較，可以看出不同材料的黑度受溫度的不同影響。小組成員自己裝卸儀器，測量工件尺寸，記錄實驗數(shù)據(jù)，增強了動手能力，根據(jù)生活經(jīng)驗和傳熱學(xué)知識，我們判斷固體表面的黑度隨溫度的升高呈現(xiàn)下降或波動趨勢。關(guān)鍵詞：黑度普通鋼管表面熱輻射

項目報告正文（1）實驗設(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φ25mm，管長270mm。外殼內(nèi)徑為φ99mm，管長270mm。本實驗裝置的外殼內(nèi)表面黑度取ε2=。具體測量原理及裝置參見圖4-1。外殼外殼試件熱電偶數(shù)顯溫度計電子調(diào)壓器真空泵真空閥大氣閥AV真空表圖4-1輻射傳熱實驗裝置簡圖(2)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)時（如空氣），彼此以輻射換熱方式進行熱交換，其輻射換熱量由下式計算：(W)(1)式中F1——QUOTEQUOTE試件外表面積（m2）；F2——外殼內(nèi)表面積（m2）；C0——黑體輻射系數(shù)，C0=m2K4；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：(2)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。(3)實驗步驟1、將所用的儀表及測量儀器按圖4-1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，待各點溫度達到新的穩(wěn)定狀態(tài)后，重復(fù)第4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。最后實驗完畢，切斷電源，整理好實驗現(xiàn)場。(4)實驗試件測繪的三維圖(5)實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)記錄表材料序號UIT1T2ε1VA℃℃普通鋼管1165324218652632077284229129524993062610231728114358301293893213640103414743(6)實驗結(jié)果分析計算不同溫度下的ε1值，畫出ε1=f(T1)的曲線，并對實驗結(jié)果進行分析。根據(jù)以上數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫出黑度與工件外表面溫度的曲線圖，由圖可以看出黑度與工件表面溫度的關(guān)系：整體上固體表面黑度隨工件表面溫度升高而逐漸降低。由于實驗是由兩組同時進行完成的，在溫度為98攝氏度時又突然上升，當(dāng)溫度大于100攝氏度時黑度逐漸下降，130度左右時再次出現(xiàn)微弱的上升趨勢，但不影響總體結(jié)論的得出。實驗結(jié)論普通鋼管表面黑度的大小是隨著溫度的增大逐漸減小的，因為實驗存在著誤差，所以實驗數(shù)據(jù)圖線看起來有一定起伏。黑度是衡量物體表面輻射換熱能力的一個重要指標(biāo)，在一定溫度下，將灰體的輻射能力與同溫度下黑體的輻射能力之比定義為物體的黑度，或物體的發(fā)射率，用ε表示。通過本次項目，我們更加深刻的理解了黑度這個概念，并成功的完成了固體表面黑度的測量，知道了黑度與表面溫度是有關(guān)的，并且通過與其他組的比較，我們還了解到黑度與材料表面的情況是有