鉑絲表面黑度的測定(實驗報告)

涉》M乂洋實驗報告專業(yè)： 姓名：學(xué)號：日期： 地點： 課程名稱： 指導(dǎo)老師： 成績： 實驗名稱：鉑絲表面黑度的測定實驗類型：傳熱學(xué)實驗同組學(xué)生姓名:一、實驗?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┤⒅饕獌x器設(shè)備（必填）五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理七、討論、心得二、實驗內(nèi)容和原理（必填）四、操作方法和實驗步驟六、實驗結(jié)果與分析（必填）一、實驗?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┤?、主要儀器設(shè)備（必填）五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理七、討論、心得二、實驗內(nèi)容和原理（必填）四、操作方法和實驗步驟六、實驗結(jié)果與分析（必填）鞏固已學(xué)過的輻射換熱理論知識。熟悉測定鉑絲黑度的實驗方法。定量測定鉑絲表面在溫度為100-500°C的黑度。掌握熱工實驗技巧及有關(guān)儀表的工作原理和使用方法。在真空腔內(nèi)，腔內(nèi)壁2面（凹物體）與1面（凸物體）組成兩灰體的輻射換熱系統(tǒng)如圖1所示。1、81、8、8和A、A。表面1、1212122間的輻射換熱量Q[W]為:12式（1）A(E—式（1）=11化廠、+〒(—1)8A8122表面積A>>A，即A/AT0，這樣式（1）可簡化為：2112Q=￡AQ（T4-T4） 式（2）1211012式中：Q——黑體輻射常數(shù)，Q二5.67X10-8W/m2-K4根據(jù)式（2）可得：00￡= °12 式（3）1AQ（T4-T4）1012因此，只要測出Q,A,T,T，即可由式（3）求得物體1表面的黑度￡。121121溫度與熱量測量原理鉑絲表面溫度t的測定1在實驗臺中，鉑絲本身既為發(fā)熱元件，又是測量元件。測溫采用電阻法。鉑絲表面溫度可通過下式求得：TOC\o"1-5"\h\zt=（R-R）/（Ra） 式（4）1 t0 0式中：R、R為鉑絲在0°C和tOC時的電阻［o］。；R=0.28［0］。a為鉑絲的電0t 0阻溫度系數(shù)，a=3.9X10-3［1/C］。2?玻璃表面溫度t的測定2由于2表面的熱流密度小，而水與玻璃的換熱系數(shù)又較大，同時所用冷卻水溫度變化不大，故可直接用出口水溫代替平均溫度。出口水溫用玻璃溫度計測量。輻射換熱量Q的測量與計算12用測出的電壓V及電流I值算出熱量Q它是鉑絲實驗段的產(chǎn)熱量，等于實驗段與腔壁的輻射換熱量Q及實驗段端部導(dǎo)線的導(dǎo)熱損失。實驗段外的鉑絲部分，由于12也產(chǎn)生熱量，故可認(rèn)為其表面溫度與實驗段相近，通過這部分的導(dǎo)熱損失可忽略不計導(dǎo)熱損失主要是由電壓引線引起的。這部分熱量損失主要和導(dǎo)線的導(dǎo)熱系數(shù)、表面黑度、平均溫度、兩端溫差、表面積、長度及空腔環(huán)境有關(guān)。由于環(huán)境溫度、導(dǎo)熱溫度和兩端溫差與實驗段產(chǎn)熱值Q及t-1=At成比例。故輻射換熱量Q可寫為1212Q=BQ 式（5）12式中：B為系數(shù)，通過大量實驗得：B=exp（0.00377At-4.074） 式（6）上式適用范圍At=100~500OC，冷卻水為室溫。

-、輻射實驗臺本體直流穩(wěn)壓源電位差計直流電流表四、1.按圖連接有關(guān)儀表：穩(wěn)壓源、電流表、電位差計等。按照每個儀表的操作規(guī)程進(jìn)行調(diào)試。調(diào)節(jié)穩(wěn)壓源控制鉑絲的電流I和電壓V。待鉑絲溫度穩(wěn)定后，記錄I、V及出水口溫度。重復(fù)3、4，做另一溫度下的鉑絲溫度。五、在26.2°C條件下測得三組數(shù)據(jù)，整理成下表。實驗數(shù)據(jù)記錄表實驗序號VIRtt1t2單位mVmAQCC1149.8654000.3746686.6826.22203.1755200.39072101.3926.23382.9658000.47871181.9726.2已知參數(shù)R二0.28?)a=3.9x10-3[1/OC]；q二5.67x10-s[W/m2-K4]00

A二6.28x10-5[m2];B二exp(0.00377At—4.074)計算公式：R-Rt=t01R-a0T=t+27311T=t+27322B=exp[0.00377x(t一t)一4.074]12Q12=Q-Bc(T4-T4)A0121計算得各溫度下的黑度，記錄如下：實驗序號123t/C86.68101.39181.9780.041240.057600.07558接下來求黑度隨溫度變化的關(guān)系式在100-500°C之間，鉑絲的真實黑度與溫度之間近似地有線性關(guān)系。在Excel中做出如下圖像：從測得的黑度來看，鉑絲表面的黑度隨著鉑絲溫度的升高而增大，從圖像來看，黑度關(guān)于溫度的變化近似為線性變化。本實驗中黑度的計算有系統(tǒng)誤差，表面積比趨向于零的假設(shè)不完全正確。鉑絲電阻關(guān)于溫度也是近似線性，玻璃的溫度要等溫度計讀數(shù)穩(wěn)定后再讀，而且相關(guān)量的計算公式本身就存在誤差。另外，在實驗中應(yīng)注意輸入鉑絲的電流不得超過1.0安培，實驗停止后應(yīng)及時切斷電源，以免造成事故。七、本次實驗讓我了解了測定黑度的方法，實驗原理簡單，實驗過程也容易