Denumirea lucrării: Determinarea gradului de negru al corpului radiant
Specializarea: Fizica
Descriere: Lucrare de laborator № 6 Determinarea gradului de negru a corpului radiant Obiectiv: determinarea gradului de negru a suprafeței radiante a corpului. Obiective: determinarea experimentală a gradului de negru al diferitelor corpuri. Studiu experimental
Mărime fișier: 1012.5 KB
Lucrarea a fost descărcată: 61 de persoane.
Scopul lucrării. Determinarea gradului de negru a suprafeței radiante a corpului.
- Determinarea experimentală a gradului de negru a diferitelor corpuri.
- Studiul experimental al dependenței gradului de negru a suprafețelor de temperatura corpului radiant.
Radiația schimbătoare de căldură (transferul de căldură radiant sau radiativ) se realizează ca rezultat al proceselor de transformare a energiei interne a materiei în energie radiativă, transferul energiei radiației și absorbția ei de către un alt corp. Intensitatea acestui schimb este determinată de aranjamentul reciproc în spațiu al corpurilor schimbătoare de căldură, precum și de proprietățile suprafețelor corpurilor și a mediului care separă aceste corpuri. În acest caz, orice organism a cărui temperatură este diferită de zero absolută emite energie datorită încălzirii corpului. Această radiație se numește radiația proprie a corpului și este determinată de legea lui Stefan-Boltzmann. Aici este gradul de negru a suprafeței corpului, = 5,67 W / (m 2 · K 4) este emisivitatea unui corp absolut negru.
Transferul de căldură prin radiație se realizează prin intermediul undelor electromagnetice. În camerele de cuptoare de încălzire, acesta reprezintă 90-95% din schimbul total de căldură. Undele electromagnetice se propagă rectilinie la viteza luminii și respectă legile optice ale refracției, absorbției, reflexiei. Sursa acestor valuri sunt particulele materiale care alcătuiesc substanța. Pentru a propaga undele electromagnetice, nu este necesar un mediu material. În vid se propagă la viteza luminii și se caracterizează printr-o lungime de undă λ sau o frecvență de vibrație v. La temperaturi de până la 1500 ° C, cea mai mare parte a energiei corespunde infraroșiei și parțial radiației luminoase (λ = 0,7-50 μm).
Trebuie remarcat faptul că energia radiațiilor nu este emisă continuu, ci sub formă de anumite porțiuni # 151; Quanta. Purtătorii acestor porțiuni de energie sunt particule elementare de radiație # 151; Fotonii care posedă energie, numărul de mișcări și masa electromagnetică. Atunci când sunt lovite pe alte corpuri, energia radiației este parțial absorbită de ele, parțial reflectată și parțial transmisă prin corp. Procesul de conversie a energiei radiației în energia internă a corpului absorbant se numește absorbție. Cele mai multe corpuri solide și lichide au un spectru de emisie continuu. Gazele emit energie doar la anumite intervale de lungimi de undă (spectru selectiv de emisie). Solidele emit și absorb energie prin suprafață și gaze # 151; volum.
Energia emisă pe unitate de timp într-un interval de lungime de undă îngustă Δλ se numește fluxul de radiație monocromatic Q λ. Fluxul de radiație corespunzător întregului spectru se numește fluxul integral sau fluxul radiant total Q (W). Fluxul radiant integral emis de o suprafață unitară a corpului în toate direcțiile unui spațiu emisferic se numește densitatea radiației integrale.
Fiecare organism nu doar radiază, ci și absorb energie radiantă. Incidentul cantitatea totală pe corpul de energie radiantă (Q tampon) a acesteia (Q rm) este absorbit (această parte se caracterizează prin absorbție Un raport), partea (Q din) reflectată (această parte se caracterizează prin coeficientul R reflexie) și o parte (Q pr) trece prin corp (această parte este caracterizată de coeficientul de transmisie D). În acest caz, A + R + D = 1.
Dacă corpul absoarbe toate razele care apar pe el, adică A = 1, R = 0, D = 0, se numește absolut negru. Dacă se reflectă toată energia incidentă pe corp, atunci R = 1, A = 0, D = 0. Dacă reflexia este supusă legilor optice geometrice, corpul este numit o oglindă; în reflecție difuză, atunci când energia radiantă reflectată este împrăștiată în toate direcțiile, # 151; absolut alb. Dacă D = 1, atunci A = 0 și R = 0. Un astfel de corp ratează toate razele care apar pe el și se numește absolut transparent.
În natura unor corpuri absolut negre, albe și transparente nu există.
La calculul transferului de căldură radiant între corpuri, radiația rezultantă, care este diferența dintre fluxul radiant primit de corp și fluxul radiant pe care îl emite în spațiul din jur, este de o mare importanță. Deseori calculele de inginerie termică se bazează pe ipoteza radiației din corpuri gri, cu un spectru de emisie continuă. Această presupunere simplifică rezolvarea multor probleme termotehnice, care fără ea ar fi insolubile. Radiația intrinsecă a majorității suprafețelor care participă la transferul de căldură este într-adevăr aproape de gri, cu excepția gazelor a căror radiație este foarte selectivă.
Descrierea configurației experimentale
Instalația (figurile 1 și 2) constă din trei ținte termice de 114 mm în diametru, cu încălzitoare electrice conectate în serie la circuitul electric (figura 3). Încălzitoarele au aceeași putere, sunt amplasate în mod egal pe panoul frontal al instalației. Ele diferă numai în starea suprafeței radiante. Prima țintă are o suprafață neagră vopsită, al doilea are un alb pictat, al treilea # 150; metal lustruit.
În centrul fiecărei ținte, termocuplurile cromel-kopel sunt gravate pe interiorul încălzitorului. Semnalul electric din termocupluri este alimentat la contoarele digitale de temperatură (2.5). Tabelul 1 descrie semnalele afișate pe afișajele contorului. Semnalul de la contoare ajunge la calculator prin convertor.
Figura 1 - Diagrama configurației experimentale.
1 # 150; tinta, vopsita in negru, 2 # 150; testarea temperaturii, 3 # 150; țintă, pictat în alb, 4 # 150; wireless pirometru infraroșu roșu (absent), 5 # 150; testarea temperaturii țintă, 6 - țintă cu suprafață lustruită, 7 # 150; autotransformator (LATR)
Tabelul 1 # 150; Descrierea semnalelor afișate de TPM la 200 de metri
Figura 2. # 150; instalare imagine
Figura 3 # 150; schema electrică a suportului
XP1 # 150; ștecher pentru conectarea standului la rețeaua de 220 V / 50 Hz, legarea la pământ este obligatorie!
XP2, XP 3 # 150; Conector USB pentru conectarea la calculator (protocol USB 1.1)
XS1 # 150; priza pentru conectarea dispozitivelor suplimentare la rețea 220 V / 50 Hz, este amplasată în spatele standului într-o cutie albă. Puterea maximă este de 1,5 kW. Folosit pentru conectarea unui calculator (laptop) la lucrul cu un suport.
S1 # 150; comutator automat monofazat, putere 6A (10A, 16A sau 25A), în funcție de modelul standului. Instalat pe panoul frontal al suportului.
S2 # 150; alimentarea cu energie electrică la un transformator automat cu un indicator încorporat (LED). Standul este amplasat pe panoul frontal cu denumirea VK1.
LA1 # 150; indicatorul luminos se aprinde când este alimentat la stația de alimentare de 220V cu ajutorul întreruptorului S1.
T1 # 150; automotransformatorul automat furnizează tensiune reglabilă (0-220 V) la încălzitoarele țintelor de stand.
T 2 # 150; step-down transformator (220V) # 150; 9 V) pentru măsurarea tensiunii pe ținte, V
R1, R2, R3 # 150; țintă de încălzire, o rezistență totală de 78 ohmi (pe o țintă, rezistența este de 26 ohmi).
TPM 200 și 202 (200 în funcție de configurație) # 150; instrumente de măsură cu termocupluri. Transferul de date se realizează prin intermediul protocolului RS 485 cu conversie ulterioară (convertor AC-4) și transferul de date către computer prin intermediul protocolului USB.
Temp 1 ... 3 # 150; Termocupluri montate pe spatele țintelor pentru a măsura temperatura suprafeței.
- Să se familiarizeze cu dispozitivul de instalare în laborator
- Porniți computerul, conectați cablurile USB la computer.
- Afișați panoul frontal al lucrării de laborator "Radiație IR" (figura 4) și porniți modul de măsurare a temperaturii țintelor.
Figura 4. # 150; Panoul frontal al programului
- Instalați termometrul IR, astfel încât spotul laser să coincidă cu centrul primei ținte.
- Pe panoul frontal, porniți programul cu ajutorul butonului "Start".
- Porniți comutatorul LATR cu tasta VK1 de pe panou și scoateți o tensiune de 90 V.
- Se determină și se fixează în tabelul 2 temperatura ambiantă T m.
- Pentru 5 minute, observați pe panoul frontal al sistemului informatic citirile cu termocuplu (pe un grafic multipath) T 1 # 150; negru, T 2 # 150; alb, T 3 # 150; ținte lustruite fixate pe interiorul țintelor.
- Comparați citirile termocuplului și citirile termometrului cu infraroșu.
- Creșteți temperatura de încălzire a țintelor la 100, 1 1 0 С.
- Procesează datele obținute pentru toate țintele și determină negura ε j pentru fiecare la temperaturi diferite ale suprafețelor lor (aici, ca în formulele 2, temperatura este luată în Kelvin)
unde Т ч. Т б. T n. # 150; temperatura suprafețelor negre, albe sau lustruite, măsurate prin termocuplu, K,
T hicc. Tikb. T ikp, # 150; temperatura suprafețelor negre, albe sau lustruite, măsurate cu ajutorul unui pirometru IR, K.
T f # 150; temperatura mediului ambiant (vezi indicatorul verde al contorului de temperatură corespunzător), K.
Tabelul 2. Rezultatele măsurării temperaturii suprafețelor radiante
Au fost studiate probe de dioxid de uraniu din două tehnologii. Un tip de eșantion (tip c) conform tehnologiei tradiționale pentru reactoarele VVER. Un alt tip (f) este fabricat în Franța utilizând tehnologia DCI și a fost investigat în conformitate cu programul interstatal. Astfel de eșantioane, având o plasticitate crescută, sunt proiectate pentru elementele de combustibil ale reactoarelor capabile să funcționeze în condiții de sarcină de vârf în rețelele electrice.
Pentru a justifica necesitatea dezvoltării unui model de difuzie în două etape pentru migrarea GPA pentru a explica rezultatele experimentale obținute. Oferiți o imagine de ansamblu asupra modelelor de transport în două etape. Luați în considerare sistemul de difuzii, condițiile pentru o valoare unică și soluția problemei staționare.
Să examinăm cazuri particulare de rezolvare a problemei și să le comparăm cu rezultatele experimentale. Justificați ipoteze suplimentare referitoare la relațiile dintre parametrii de transport și necesitatea introducerii lor în rezolvarea problemei restaurării parametrilor din datele experimentale. Pentru a prezenta o tehnică pentru determinarea energiilor de activare și a termenilor pre-exponențiali ai coeficienților de difuzie.
Luați în considerare un program pentru standardizarea integrată a metodelor, a dispozitivelor de iradiere și a cerințelor tehnice pentru testarea reactoarelor și a bancnotelor. Să familiarizeze ascultătorii cu catalogul și rubricatorul metodelor de testare prin radiație a materialelor și produselor de inginerie nucleară în reactoare și camere de protecție și standarde industriale.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: