目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章實驗裝置說明 1\o"CurrentDocument"第一節(jié)系統(tǒng)概述 1一、 概述 1二、 裝置特點 1三、 技術(shù)指標(biāo) 1\o"CurrentDocument"第二節(jié)實驗裝置介紹 2一、 對象組成 2二、 控制系統(tǒng) 2\o"CurrentDocument"第二章中溫法向輻射率測量實驗 3一、實驗?zāi)康?3二、原理概述 3三、實驗設(shè)備 5四、實驗內(nèi)容和步驟 5五、注意事項 5六、實驗所用計算公式 5七、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理 6八、實驗報告 6九、思考題 6第一章實驗裝置說明第一節(jié)系統(tǒng)概述一、 概述輻射是指能量以電磁波或粒子的形式向外擴散。輻射傳熱廣泛應(yīng)用于航天事業(yè)，工業(yè)鍋爐及太陽能集熱器中，對材料表面覆蓋涂層是提高光譜吸收比的有效手段，也是提高集熱器效率的重要措施。本裝置采用比較法測量物體的法向輻射率，通過熱傳導(dǎo)使熱源和傳導(dǎo)體的測量點穩(wěn)定在同一溫度上。二、 裝置特點裝置采用專用工作臺(配有萬向輪，移動方便)等；設(shè)計思路新穎，結(jié)構(gòu)安全可靠；系統(tǒng)采用數(shù)顯高精度儀表，保證其精度和穩(wěn)定性，采用鉑熱電阻作為溫度探頭，測試觀測點的溫度；電流型漏電保護(hù)、過載保護(hù)、接地保護(hù)，可對人身及設(shè)備進(jìn)行有效保護(hù)。三、 技術(shù)指標(biāo)輸入電源：單相AC220V±10%50Hz工作環(huán)境：溫度0C?+40C，相對濕度V85%(25C)，海拔v4000m系統(tǒng)容量：v1kW安全保護(hù)：具有漏電壓、漏電流保護(hù)裝置，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)外形尺寸：1170mmX720mmK1120mm

第二節(jié)實驗裝置介紹實驗裝置如下圖1所示，包括實物和電氣控制部分。實物由絕熱腔體和溫度傳感器，熱源,傳導(dǎo)體，受體組成。通過溫控儀監(jiān)控溫度，調(diào)壓旋鈕及調(diào)壓模塊來調(diào)節(jié)加熱器的功率。亂ted* 諷冃鎖圖1對象組成由可移動實驗臺、絕熱腔體、溫度傳感器、熱源、傳導(dǎo)體、受體等組成。溫度傳感器：PT100。電加熱棒：規(guī)格AC220V/220W?？刂葡到y(tǒng)由控制屏、漏電保護(hù)器、溫控儀、指示燈、按鈕開關(guān)、交流調(diào)壓模塊等組成。第二章中溫法向輻射率測量實驗、實驗?zāi)康挠帽容^法，定性地測量中溫輻射時物體黑度二、原理概述由n個物體組成的輻射換熱系統(tǒng)中，利用凈輻射法，可以求物體n-Qe.i二：「FEeff,kXi(dk)dFkk丄FkQnet.iI的純換熱量Qnet.i:-；iEb.iFi(1)式中:Qnet.i i面的凈輻射換熱量。Qabs.i i面從其他表面的吸熱量。Qe.i-i面本身的輻射熱量。Qe.ii面的黑度。Xi(dk)Xi(dk)Eeff.k——k面有效的輻射力。Eb.i――i面的輻射力。i面的吸收率。Fi——i面的面積。根據(jù)本實驗的設(shè)備情況，可以認(rèn)為:圖2輻射換熱簡圖1—熱源腔體端面2—傳導(dǎo)圓筒3—受體因此，公式(1)可寫成：

Qnet.3二〉3（Eb.1F1X1.3 'Eb.2F2X2.3 ;3Eb.3F3因為Fi=F3，口3=%；X3.2=X「2,又根據(jù)角系數(shù)的互換性F?X2.3二F3X3.2，則：q3=Qnet.3/F3=；3（Eb.1X1.3 'Eb.2X1.2 ；3Eb.3=；3（Eb.lX1.3Eb.2X1.2-Eb.3）由于受體3與環(huán)境主要以自然對流方式換熱，因此：(3)q3=：d（T3-Tf）(3)式中：〉d 換熱系數(shù)T3——待測物體（受體）溫度Tf――環(huán)境溫度由（2）、（3）式得：(4)體系1,(5)-3Eb.1X1.3(4)體系1,(5)當(dāng)熱源腔體端面1和傳導(dǎo)圓筒2的表面溫度一致時， Eb.1=Eb.2，并考慮到,2，3,為封閉系統(tǒng)，則：X1.3+X1.2二1Eb.1一Eb.3：Eb.1一Eb.3：d(T3-Tf)

二(T14f4)式中b稱為斯蒂芬 玻爾茨曼常數(shù)，其值為 5.67x10-8w/（m2?k4）。物體的輻射率習(xí)慣上稱為黑度，記為 ￡。對不同待測物體（受體）a,b的黑度￡為：：a(T3a~Tf)(6)(T14-Tat)(6)ab(T3b-Tf)口(T1b—T3b)設(shè)「飛，則：；aT3a-Tf；b -T3b-Tf當(dāng)b為黑體時，“-1,（6）式可寫成:3a(7)3b三、 實驗設(shè)備中溫法向輻射率測量儀中溫法向輻射率測量對象四、 實驗內(nèi)容和步驟本實驗儀器用比較法定性地測定物體的黑度，具體方法是通過改變?nèi)M加熱源溫度（熱源一組，傳導(dǎo)體二組），使熱源和傳導(dǎo)體的測量點穩(wěn)定在同一溫度上，然后分別測出“待測物體”和“黑體”兩種受體在恒溫條件下受到輻射后的溫度，再根據(jù)公式計算出“待測物體”的黑度。具體步驟如下：接通電源，調(diào)整熱源、傳導(dǎo)體左、傳導(dǎo)體右加熱棒的調(diào)壓旋鈕，使熱源溫度處在某一溫度下，通過溫控儀測量熱源、傳導(dǎo)體左、傳導(dǎo)體右的溫度，并根據(jù)測得的溫度微調(diào)相應(yīng)的調(diào)壓旋鈕，使三點溫度盡量一致。 （建議電壓調(diào)節(jié)范圍30V?70V，溫度調(diào)節(jié)范圍60C?80C。）系統(tǒng)溫度穩(wěn)定（各測溫點基本接近，誤差不超過 2C,且在五分鐘內(nèi)各點溫度波動小于3C）后，開始記錄受體溫度，當(dāng)受體溫度五分鐘內(nèi)的變化小于 3C時，記下一組數(shù)據(jù)，分別為熱源溫度，傳導(dǎo)體左測溫度，傳導(dǎo)體右測溫度，受體溫度。取下“待測物體”，將受體更換為“黑體”，然后重復(fù)以上實驗，測得第二組數(shù)據(jù)。將兩組數(shù)據(jù)代入公式（8）即可得出待測物體的黑度 ；受，即待測物體輻射率為 ；受。五、 注意事項熱源及傳導(dǎo)體的溫度不可超過 95C，熱源及傳導(dǎo)體調(diào)節(jié)電壓不宜超過 100V;實驗過程中不要直接和腔體接觸，以免燙傷。2?做實驗時，熱源腔體和“待測物體”的腔體要緊密接觸，不能有縫隙。在做實驗前，需檢查待測物體表面及黑體表面，確保待測物體表面光潔，否則用酒精將表面擦凈；確保黑體表面黑度均勻，否則用蠟燭進(jìn)行表面熏黑。六、 實驗所用計算公式根據(jù)（6）式本實驗所用計算公式為：TOC\o"1-5"\h\z名受也T受（T源一T。4） “、一；區(qū)4 （8）-0 ■'：To（Tw-T受）式中：;o――受體為“黑體”時的黑度，用比較法計算時可近似為 1。；受一一受體為“待測物體”時的黑度。丄T受――受體為“待測物體”時與環(huán)境的溫差，C。T0――受體為“黑體”時與環(huán)境的溫差，C。TOC\o"1-5"\h\zT源一一受體為“黑體”時熱源的平均熱力學(xué)溫度， K。T源一一受體為“待測物體”時熱源的平均熱力學(xué)溫度， K。To――受體為“黑體”時的熱力學(xué)溫度， K。T受一一受體為“待測物體”時的熱力學(xué)溫度， K。計算中受體與環(huán)境的溫差單位可采用攝氏度，熱源與受體的溫度均采用熱力學(xué)溫度，單位為K。七、實