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：學號：日期： 地點： 課程名稱： 指導老師： 成績： 實驗名稱：鉑絲表面黑度的測定實驗類型：傳熱學實驗同組學生姓名:一、實驗目的和要求（必填）三、主要儀器設備（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、實驗結果與分析（必填）一、實驗目的和要求（必填）三、主要儀器設備（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、實驗結果與分析（必填）鞏固已學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及實驗段端部導線的導熱損失。實驗段外的鉑絲部分，由于12也產(chǎn)生熱量，故可認為其表面溫度與實驗段相近，通過這部分的導熱損失可忽略不計導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線的導熱系數(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。由于環(huán)境溫度、導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不完全正確。鉑絲電阻關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，而且相關量的計算公式本身就存在誤差。另外，在實驗中應注意輸入鉑絲的電流不得超過1.0安培，實驗停止后應及時切斷電源，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