中温固体表面法向发射率测量仪(大屏幕)

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1、+中温固体表面法向发射率测量仪一、实验目的用比较法，定性地测量中温辐射时物体黑度ε。二、原理概述由n个物体组成的辐射换热系统中，利用净辐射法，可以求物体I的纯换热量Qnet.i(1)式中：Qnet.i——i面的净辐射换热量。Qabs.i——i面从其他表面的吸热量。Qe.i——i面本身的辐射热量。εi——i面的黑度。ψi(dk)——k面对i面的角系数。Eeff.k——k面有效的辐射力。Eb.i——i面的辐射力。——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、传导圆筒2为黑体。2、热源。传导圆筒2。待测物体（受体）3，它们表面上的温度均匀（

2、图1）。图一辐射换熱简图41—热源2—传导圆筒3—待测物体因此，公式（1）可写成：Qnet.3=3(Eb.1F1ψi.3+Eb.2F2ψ2.3+ε3Eb.3F3)因为F1=F3；3=ε3；ψ3.2=ψ1.2又根据角系数的互换性F2ψ2.3=F3ψ3.2，则：q3=Qnet.3/F3=ε3(Eb.1ψi.3+Eb.2ψ1.2)－ε3Eb.3=ε3(Eb.1ψi.3+Eb.2ψ1.2－Eb.3)（2）由于受3与环境主要以自然对流方程换热，因此：q3=(t3－tf)（3）式中：——换热系数t3——待测物体（受体）温度tf——环境温度由（2）、（3）式得：（4）当热源1

3、和黑体圆筒2的表面温度一致时，Eb1=Eb2，并考虑到，体系1，2，3，为封闭系统，则：ψi.3+ψ1.2=1由此，（4）式可写成：（5）式中σb称为斯蒂芬——玻尔茨曼常数，其值为5.7×10-8w/m2k4。对不同待测物体（受体）a,b的黑度ε为：；设aa=ab,则：（6）当b为黑体时，εb≈1，（6）式可写成：4（7）三、实验方法和步骤本实验仪器用比较法定性地测定物体的黑度，具体方法是通过对三组加热器电压的调整（热源一组，传导体二组），使热源和传导体的测量点恒定在同一温度上，然后分别将“待测”（受体为待测物体，具有原来的表面状态）和“黑体”（受体仍为待测物体

4、，但表面薰黑）两种状态的受体在恒温条件下，测出受到辐射后的温度，就可按公式计算出待测物体的黑度。具体步骤如下：1、热源腔体和受体腔体（使用具有原来表面状态的物体作为受体）靠紧传导体。2、接通电源，拉开温度设定旋钮使其设定到试验所需温度，设定完成后推进温度设定旋钮，系统自动跟踪设定温度。3、系统进入恒温后（各测温点基本接近，且在五分钟内各点温度波动小于3℃），开始测试受体温度，当受体温度五分钟内的变化小于3℃时，计下一组数据。“待测”受体实验结束。4、取下受体，将受体冷却后，用松脂（带有松脂的松木）或蜡烛将受体薰黑，然后重复以上实验，测得第二组数据。将两组数据代入

5、公式即可得出代测物体的黑度ε受。四、注意事项1、热源及传导的温度不宜超过95℃。2、每次做原始状态实验时，建议用汽油或酒精将代测物体表面擦净，否则，试验结果将有较大出入。五、试验所用计算公式根据（6）式本实验所用计算公式为：（8）式中：ε0——相对黑体的黑度，该值可假设为1。4ε受——代测物体（受体）的黑度。受——受体与环境的温差。0——黑体与环境的温差。T源——受体为相对黑体时热源的绝对温度。——受体为被测物体时的热源绝对温度。T0——相对黑体的绝对温度。T受——待测物体（受体）的绝对温度。六、实验数据记录和处理（举例）A0实验数据序号N0热源℃传导℃受体（紫

6、铜光面）℃备注12123室温℃平均℃序号N0热源℃传导℃受体（紫铜薰黑）℃12123平均℃B0实验结果4由实验数据得：ΔT受=74KT0=（135+273）KΔT0=110KT/源=（259+273）KT源=（261+273）KT受=（99+273）K将以上数据代入（8）式得：在假设ε0=1时，受体紫铜（原来表面状态）的黑度ε受即为0.58。七、显示屏操作说明图1显示屏面板1、面板按钮说明（如图二所示）K1=开机/说明/设置K2=退出K3=查看设定/加K1K5K4K3K2K4=起动停止开关/减K5=计时器清零/进位2、开机打开电源后指示灯频闪，按K1即可正常工作

7、，此时K3可查看设定温度，K4是起动/停止开关，此时按K1可进入说明页，再按返回工作状态。3、设置在工作状态下按K1不放（大于2秒）即可进入设置状态，此时按K1作设置选择，按K2退出。①最高温度设定此时K3是加，K4是减，K1是设置选择/保存，K2是退出/保存。②设置时间此时K3是加、K4是减、K5是进位、K2保存退出。4