铂丝表面黑度的测定(实验报告)

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1、专业：姓名：学号：日期：地点：实验报告课程名称：指导老师：成绩：实验名称：铂丝表面黑度的测定实验类型：传热学实验同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、1.巩固已学过的辐射换热理论知识。2.熟悉测定铂丝黑度的实验方法。3.定量测定铂丝表面在温度为100-500℃的黑度。4.掌握热工实验技巧及有关仪表的工作原理和使用方法。二、在真空腔内，腔内壁2面（凹物体）与1面（凸物体）组成两灰体的辐射换热

2、系统如图1所示。1、2面的表面绝对温度、黑度和面积分别为、；、和、。表面1、2间的辐射换热量[W]为：式（1）表面积，即，这样式（1）可简化为：式（2）式中：——黑体辐射常数，根据式（2）可得：式（3）因此，只要测出，即可由式（3）求得物体1表面的黑度。温度与热量测量原理1.铂丝表面温度的测定在实验台中，铂丝本身既为发热元件，又是测量元件。测温采用电阻法。铂丝表面温度可通过下式求得：式（4）式中：、为铂丝在0℃和时的电阻[]。；。为铂丝的电阻温度系数，[1/℃]。2.玻璃表面温度的测定由于2表面的热流密度小，而水与玻璃的换热系

3、数又较大，同时所用冷却水温度变化不大，故可直接用出口水温代替平均温度。出口水温用玻璃温度计测量。3.辐射换热量的测量与计算用测出的电压V及电流I值算出热量Q，它是铂丝实验段的产热量，等于实验段与腔壁的辐射换热量及实验段端部导线的导热损失。实验段外的铂丝部分，由于也产生热量，故可认为其表面温度与实验段相近，通过这部分的导热损失可忽略不计。导热损失主要是由电压引线引起的。这部分热量损失主要和导线的导热系数、表面黑度、平均温度、两端温差、表面积、长度及空腔环境有关。由于环境温度、导热温度和两端温差与实验段产热值Q及成比例。故辐射换热

4、量可写为式（5）式中：B为系数，通过大量实验得：式（6）上式适用范围，冷却水为室温。三、1.辐射实验台本体2.直流稳压源3.电位差计4.直流电流表四、1.按图连接有关仪表：稳压源、电流表、电位差计等。2.按照每个仪表的操作规程进行调试。3.调节稳压源控制铂丝的电流I和电压V。4.待铂丝温度稳定后，记录I、V及出水口温度。5.重复3、4，做另一温度下的铂丝温度。五、在26.2℃条件下测得三组数据，整理成下表。实验数据记录表实验序号单位mVmA℃℃1149.8654000.3746686.6826.22203.1755200.39

5、072101.3926.23382.9658000.47871181.9726.2已知参数计算公式：，，计算得各温度下的黑度，记录如下：实验序号123t/℃86.68101.39181.970.041240.057600.07558接下来求黑度随温度变化的关系式在100-500℃之间，铂丝的真实黑度与温度之间近似地有线性关系。在Excel中做出如下图像：六、从测得的黑度来看，铂丝表面的黑度随着铂丝温度的升高而增大，从图像来看，黑度关于温度的变化近似为线性变化。本实验中黑度的计算有系统误差，表面积比趋向于零的假设不完全正确。铂丝

6、电阻关于温度也是近似线性，玻璃的温度要等温度计读数稳定后再读，而且相关量的计算公式本身就存在误差。另外，在实验中应注意输入铂丝的电流不得超过1.0安培，实验停止后应及时切断电源，以免造成事故。七、本次实验让我了解了测定黑度的方法，实验原理简单，实验过程也容易。本实验做得好不好的根本在于实验仪器的使用，如电压表的读书方法。对于本实验而言，数据处理是一个难点，数据的计算比较复杂、易出错，应该仔细计算。测量材料的黑度可以了解材料的表面辐射能力和散热损失情况，可在实际中应用。