Порядок выполнения. 1. Ознакомиться с устройством лабораторной установки

1. Ознакомиться с устройством лабораторной установки

2. Включить компьютер, подключить USB шнуры стенда к компьютеру.

3. Вывести на экран лицевую панель лабораторной работы «ИК излучение» (рис. 4), и запустить режим измерения температуры мишеней.

Рисунок 4. – Лицевая панель программы

4. Установить ИК-термометр, таким образом, чтобы лазерное пятно совпадало с центром первой мишени.

5. На лицевой панели запустите программу кнопкой «Пуск».

6. Включите ЛАТР клавишей ВК1 на панели и выведите напряжение на 90 В.

7. Определить и зафиксировать в таблице 2 температуру окружающей среды Т₀.

8. В течение 5 минут наблюдать на лицевой панели компьютерной системы измерения показания термопар (на многолучевом графике) Т₁ – черной, Т₂ – белой, Т₃ – полированной мишеней, закрепленных с внутренней сторон мишеней.

9. Сравнить показания термопар и показаний ИК-термометра..

10. Увеличить температуру нагрева мишеней до 100, 120 °С.

11. Обработать полученные данные по всем мишеням и определить степень черноты ε _j для каждой при разных температурах их поверхностей (при этом как и в формулах 2 температура берется в Кельвинах)

(2)

где Т_ч, Т_б, Т_п, – температура черной, белой или полированной поверхностей соответственно, измеренные термопарой, К,

Т_икч, Т_икб, Т_икп, – температура черной, белой или полированной поверхностей, соответственно, измеренные ИК пирометром, К.

T₀ – температура окружающей среды (см. зеленый индикатор правого измерителя температуры), К.

12. Обработать данные по мишеням и проверить величину коэффициента излучения по уравнению Стефана-Больцмана.

Вт/(м²*К⁴) (1)

где e - степень черноты наружной поверхности мишени,

Q – результирующий поток излучения, Вт, R – общее сопротивление всех последовательно соединенных мишеней и равно 78 Ом, а U – падение напряжения на мишенях, измеряется понижающим трансформатором и платой АЦП.

S – площадь поверхности мишени, м² r – радиус мишени 0, 16 м.

T₁ – температура поверхности мишени (измеряется термопарой), К

T₀ – температура окружающей среды (см. зеленый индикатор правого измерителя температуры), К

13. Построить график зависимости степени черноты исследованных поверхностей от температуры мишеней.

14. Сравнить результаты эксперимента со справочными данными.

15. Ответить на контрольные вопросы и сделать самостоятельные выводы по лабораторной работе.

Таблица 2. Результаты измерения температуры излучающих поверхностей

№№ опытов	Уровень напряжения	Выделяемая мощность	Измеренные значения температур	Степени черноты поверхностей
В	Вт	К	К	К	К	К	К	ε ч	ε б	ε п

Контрольные вопросы

1. Как соотносятся между собой скорости распространения тепла при передаче его теплопроводностью, свободной или вынужденной конвекцией и тепловым излучением?

2. Что представляют собой модели абсолютного черного, абсолютно белого и серого тел, используемые в расчете лучистого теплообмена?

3. Какие из тел могут считаться абсолютно прозрачными, диатермическими средами?

4. Какие способы защиты от теплового излучения может предложить современная техника?

5. Что представляет собой экранно-вакуумная изоляция и чем объясняется ее эффективность?

6. Какие сложности в расчетах теплообмена влечет нелинейная зависимость интенсивности излучения от температуры нагретой поверхности?

7. Может ли в этом случае в полной мере использоваться модели геометрически подобных разномасштабных тел для экспериментального определения характеристик теплообмена?

Литература

1. Методические указания по выполнению лабораторных работ по теплотехнике. Северо-Западный заочный технический университет.; СПб, 2003.

2. Теория тепломассообмена. М., Энергия, -1984, - 468 с.

3. Теплотехнический эксперимент. Справочник по тепломассообмену.: М., Энергоиздат-1982, -512 с.

4. А.Г. Блох, Ю.А. Журавлев, Л.Н. Рыжков Теплообмен излучением. Справочник: М.: Энергоатомиздат, 1991. - 431 с.