内科大传热学实验指导04中温法向辐射时物体黑度的测定实验

实验三中温法向辐射时物体黑度的测定实验实验目的通过实验加深对物体黑度及有关概念的认识用比较法，定性测定中温法向辐射时物体的黑度实验原理在由个物体组成的辐射换热系统中，利用净辐射法，可以求该物体的纯换热量：QnetiQneti=Qabsi-Qei=式中：Qneti—i面的净辐射换热量Qabsi—i面从其他表面的吸热量Qei—i面本身的辐射热量—K面对i的角系数—i面的黑度Eeff.k—k面的有效辐射力di—i面的吸收率Fi—i面的面积根据本实验的设备情况,可以认为:1.热源1.传导圆筒2.为黑体2.热源1.传导圆筒2.待测物体（受体）3.它们表面上的温度均匀（见图1）1.热源2.黑体圆筒3.待测物体（受体）因此,公式（1）可写成由于:又根系数的互换性:则:由于受体3与环境主要一对流方式换热，因此：式中：——自由对流换热系数——受体3的温度——环境的温度由（2）、（3）式可得：当热源1和黑体圆筒2的表面温度一致时，=，并考虑到，体系1，2，3为封闭体系，则由此，（4）可以写成：式为斯蒂芬—波尔茨曼常数，其值为：对不同的待测物体（受体）a.b其黑度分别为：设=则：当b物体为黑体时，有；=1，则6式可以写成：三、实验仪器设备主要仪器设备有中温发向辐射时物体黑度的测定装置，电位差计等详见下列装置示意图图中:1、热源腔体2、传导体（黑体腔体）3、受体腔体4、热源电压表5、电源开关6、电源开关7、测温琴键开关8、测温接线柱（接电位差计）9、热源调温旋纽10、传导体调温旋纽11、传导体加热电压表12、电流表13、信号灯14、导轨15、电位差计四、实验步骤1、将热源体温表和受体制改革对正，靠近黑体圆筒2，不要接触，保持有1mm左右的距离2、接好电源线和测温信号线3、按电位差的计的使用方法进行调零，校准，并选好灵敏度和量程4、接通电源，此时信号灯亮，表示热源，传导体（黑体圆筒）的加热正常调节热源电压旋扭9，使电压值在70—80V之间，调节传导体电压旋扭10，使其电压值在110—130V之间，在温度基本稳定后（一般需30分钟），用电位差计进行监测，实验要求，热源和传导体的温度尽可能接近。若不接近，可调节旋扭9，10，使其逐渐接近。5、当热源和传导体的温度基本接近后，即可开始实验。当受体为黑体时，每隔10分钟逐次按下琴键开磁7上的纽，对热源1，传导体2，和待测物体（受体）3的热电源势进行巡回测量，并将各读数记录下来，同时测量环境温度。6、当受体为被测物体时，重复步骤5。7、步骤5和6中，当实验进行到各点的温度前后差值小于3。C时即可，认为整个系统处于稳定状态，可以结束实验。8、实验完毕，关闭所有电源，整理仪器、设备。五.实验数据记录及处理1、实验数据记录把按照实验步骤获得的实验数据记录在下列表格中序号热源（mV）传导体（mV）被测物体（mV）环境温度（℃）12123平均（℃）序号热源（mV）传导体黑体（mV）12123平均（℃）2、实验数据处理根据公式（6），本实验所用计算公式为：式中：——待测物体（受体）的黑度——黑体的黑度，该值可以假设为1——受体与环境的温差——黑体与环境的温差——黑