鉑絲表面黑度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：日期：地點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：績(jī)：指導(dǎo)老師：成實(shí)驗(yàn)名稱： 鉑絲表面黑度的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)類型： 傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn) 同組學(xué)生姓名：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿ū靥睿┒?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理四、操作方法和實(shí)驗(yàn)六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析三、主要儀器設(shè)備（必填）步驟五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理（必填）七、討論、心得一、1.鞏固已學(xué)過(guò)的輻射換熱理論知識(shí)。2.熟悉測(cè)定鉑絲黑度的實(shí)驗(yàn)方法。3.定量測(cè)定鉑絲表面在溫度為100-500的黑度。4.掌握熱工實(shí)驗(yàn)技巧及有關(guān)儀表的工作原理和使用方法。二、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、2面的表面絕對(duì)溫度、黑度和面積分別為T 、

2、T ； 、 和A 、A 。表121212面1、2間的輻射換熱量Q W為：A(E E )Q 式（1）111 A 1b2 ( 1A122表面積A A ，即A / A 0，這樣式（1）可簡(jiǎn)化為：2112 式（2）Q A (T T )4411012式中： 黑體輻射常數(shù)， 5.6710 W /m K 根據(jù)式（2）可得：82400Q式（3）A T T )1441012因此，只要測(cè)出Q ,A,T ,T ，即可由式（3）求得物體 1 表面的黑度 。1121溫度與熱量測(cè)量原理1.鉑絲表面溫度t 的測(cè)定1在實(shí)驗(yàn)臺(tái)中，鉑絲本身既為發(fā)熱元件，又是測(cè)量元件。測(cè)溫采用電阻法。鉑絲表面溫度可通過(guò)下式求得： t R R /

3、R 式（4）1t00式中：R 、R 為鉑絲在 0和tC 時(shí)的電阻 R 0.28。 為鉑絲0t0的電阻溫度系數(shù)， 3.9 1/。32.玻璃表面溫度t 的測(cè)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(shí)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(jì)測(cè)量。3.輻射換熱量Q 的測(cè)量與計(jì)算用測(cè)出的電壓 V 及電流 I 值算出熱量 段與腔壁的輻射換熱量Q 及實(shí)驗(yàn)段端部導(dǎo)線的導(dǎo)熱損失。實(shí)驗(yàn)段外的鉑絲部分，由于也產(chǎn)生熱量，故可認(rèn)為其表面溫度與實(shí)驗(yàn)段相近，通過(guò)這部分的導(dǎo)熱損失可忽略不計(jì)。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、

4、平均溫度、兩端溫差、表面積、長(zhǎng)度及空腔環(huán)境有關(guān)。由于 Q 及t t t12熱量Q 可寫為12Q 式（5）式（6）式中：B 為系數(shù)，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得：B exp(0.00377t4.074)上式適用范圍t 100C ，冷卻水為室溫。三、1.輻射實(shí)驗(yàn)臺(tái)本體2.直流穩(wěn)壓源3.電位差計(jì)4.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(jì)等。2.按照每個(gè)儀表的操作規(guī)程進(jìn)行調(diào)試。3.調(diào)節(jié)穩(wěn)壓源控制鉑絲的電流 I 和電壓 V。4.待鉑絲溫度穩(wěn)定后，記錄 I、V 及出水口溫度。5.重復(fù) 3、4，做另一溫度下的鉑絲溫度。五、在條件下測(cè)得三組數(shù)據(jù)，整理成下表。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表4005208003已知參數(shù)計(jì)

5、算公式：VR RR ，Q IV ，t t0R t I10計(jì)算得各溫度下的黑度，記錄如下：接下來(lái)求黑度隨溫度變化的關(guān)系式在 100-500之間，鉑絲的真實(shí)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：六、從測(cè)得的黑度來(lái)看，鉑絲表面的黑度隨著鉑絲溫度的升高而增大，從圖像來(lái)看，黑度關(guān)于溫度的變化近似為線性變化。本實(shí)驗(yàn)中黑度的計(jì)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(jì)讀數(shù)穩(wěn)定后再讀，而且相關(guān)量的計(jì)算公式本身就存在誤差。另外，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意輸入鉑絲的電流不得超過(guò)安培，實(shí)驗(yàn)停止后應(yīng)及時(shí)切斷電源，以免造成事故。七、本次實(shí)驗(yàn)讓我了解了測(cè)定黑度的方法，實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)過(guò)程也容易。本實(shí)驗(yàn)做得好不好的根本在于實(shí)驗(yàn)儀器的使用，如電壓表