Radiant šilumos mainai tarp korpusų skaidrioje terpėje (sumažintas juodosios sistemos laipsnis, šilumos mainų skaičiavimas, šilumos mainų intensyvumo mažinimo ar didinimo metodai).

Ekranai. \\ T

Įvairiose technologijų srityse yra gana dažnai atvejai, kai reikia sumažinti šilumos perdavimą spinduliuote. Pavyzdžiui, jums reikia apsaugoti darbuotojus nuo šilumos spindulių veikimo seminaruose, kur yra paviršių, turinčių aukštą temperatūrą. Kitais atvejais būtina apsaugoti medines dalis pastatų nuo energijos galios, siekiant užkirsti kelią uždegimui; Ji turėtų būti apsaugota nuo spinduliavimo energijos termometrų, nes kitaip jie pateikia neteisingus rodmenis. Todėl visada, kai būtina sumažinti šilumos perdavimą spinduliuote, kurorkite ekranų diegimą. Paprastai ekranas yra plonas metalinis lakštas su dideliu atspindinčiu gebėjimu. Abiejų ekrano paviršių temperatūra gali būti laikoma ta pati.

Apsvarstykite ekrano veikimą tarp dviejų plokščių lygiagrečių paviršių, o šilumos konvekcijos perdavimas būtų apleistas. Sienų paviršius ir ekranas, kuriame mes manome tą patį. Sienų T1 ir T2 temperatūrą palaiko pastovi, su t 1\u003e t 2. Mes manome, kad sienų spindulių ir ekrano koeficientai yra lygūs vieni kitiems. Tada sumažinti spinduliuotės koeficientus tarp paviršių be ekrano, tarp pirmojo paviršiaus ir ekrano, ekranas ir antrasis paviršius yra lygūs vieni kitiems.

Šilumos srautas perduodamas iš pirmojo paviršiaus iki antrojo (be ekrano), nustatyti iš lygties

Šilumos srautas perduodamas iš pirmojo paviršiaus į ekraną, mes randame formulę

ir iš ekrano į antrą paviršių lygtį

Su pastovia terminė būsena q 1 \u003d q 2, taigi

nuo.

Pakeičiant gautą ekrano temperatūrą į bet kurią lygtis, mes gauname

Palyginus pirmosios ir paskutinės lygtis, mes pastebime, kad vieno ekrano diegimas pagal nustatytas sąlygas sumažina šilumos perdavimą į išmetamąją duoną:

(29-19)

Galima įrodyti, kad dviejų ekranų diegimas sumažina šilumos perdavimą tris kartus, trijų ekranų diegimas sumažina keturių šilumos perdavimą ir tt Reikšmingas šilumos mainų mažinimas radiacijos metu gaunamas taikant poliruotą metalo ekraną, tada

(29-20)

kur su "PR - sumažintas spinduliuotės koeficientas tarp paviršiaus ir ekrano;

Su PR - sumažintas spinduliuotės koeficientas tarp paviršių.

Dujų spinduliuotė

Dujinių kūnų spinduliuotė smarkiai skiriasi nuo kietos emisijos. Singoatominės ir dioksido dujos turi nereikšmingą spinduliuotę ir sugeriamą gebėjimą. Šios dujos laikomos skaidriomis šiluminėms spinduliams. Trehatominės dujos (CO2 ir H 2 O ir tt) ir poliatominis jau turi didelį emitterį, todėl sugeria gebėjimus. Aukštoje temperatūroje, šilumokaičių įrenginiams eksploatuoti šilumokaičio įrenginiams, šilumokaičio įrenginiams eksploatuoti šilumokaičio įrenginių eksploatavimo metu. Iš trochetominių dujų spinduliuotės spektrai, priešingai nei pilkųjų kūnų spinduliuotės, yra ryškiai ryškus (selektyvus) simbolis. Šios dujos absorbuojamos ir spinduliuojamos spinduliuojančia energija tik tam tikruose bangos ilgio intervaluose, esančiuose įvairiose spektro dalyse (29-6 pav.). Dėl spindulių su kitais bangos ilgiais, šios dujos yra skaidrios. Kai sijos atitinka

kelyje yra dujų sluoksnis, galintis absorbuoti spindulį su tam tikru bangos ilgiu, tada ši sija yra iš dalies absorbuojama, iš dalies eina per dujų storis ir lapai ant kitos sluoksnio pusės su intensyvumu mažesnis nei įvedant. Labai didelio storio sluoksnis gali beveik sugerti visą šviesą. Be to, dujų absorbcijos talpa priklauso nuo dalinio slėgio arba molekulių ir temperatūros skaičiaus. Radiacijos ir absorbcijos spinduliavimo energijos dujose atsiranda per visą tūrį.

Dujų absorbcijos koeficientą galima nustatyti pagal šią priklausomybę:

arba bendrą lygtį

Dujų sluoksnio s storis priklauso nuo kūno formos ir yra apibrėžiamas kaip vidutinis pluošto ilgis išilgai empirinio stalo.

Degimo produktų slėgis paprastai yra lygi 1 barai, todėl dalinis trithatum dujų kiekis mišinyje nustato lygtis P CO2, \u003d R CO2, ir pH 2 o \u003d RH 2 O, kur r yra tūrio frakcija dujų.

Vidutinė sienos temperatūra apskaičiuojama pagal lygtį

(29-21).

kur t "st - kanalo sienos temperatūra prie dujų įėjimo; t" C t - kanalo sienos temperatūra dujų lizde.

Vidutinė dujų temperatūra nustatoma pagal formulę

(29-22)

kur t "g yra dujų temperatūra prie įėjimo į kanalą;

T "p - dujų temperatūra pasitraukimui iš kanalo;

plius ženklas priimamas aušinimo atveju ir "minus" - šildymo dujų atveju kanale.

Šilumos mainų skaičiavimas radiacijos tarp dujų ir kanalų sienų yra labai sudėtinga ir atliekama naudojant grafikų ir lentelių skaičių. Paprastesnis ir gana patikimas skaičiavimo metodas yra skirtas krūva, kuris siūlo šias lygtis, kurios nustato dujų spinduliuotę trečiadienį su ° K temperatūra:

(29-23)

(29-24) kur r - dalinis dujų slėgis, juosta; S yra vidutinis dujų sluoksnio storis, m, t - vidutinė dujų ir sienų temperatūra, ° K. Iš tam tikrų lygčių analizė rodo, kad spinduliuojanti dujų gebėjimas nėra paklusnus Stephen įstatymas - Boltzmann. Vandens garų spinduliuotė yra proporcinga t 3, o anglies dioksido spinduliuotė - G 3 "5.

laminorui

T.
absorbilla 6.

T (46) Sauso oro ePleofiziniai parametrai

101,3 £ 10³ slėgio

turbulentiniam režimui

kur λ m. - Dujų šiluminis laidumas gali būti pasirinktas iš stalo. 6; N. i. - koeficientas, atsižvelgiant į kūno paviršiaus orientaciją:

8. Nustatykite šiluminį laidumą σ k tarp bylos paviršiaus ir

apie tai apvirtimo laikmena:

kur S. n, S. , S. B - apatinių, viršutinių ir šoninių paviršių ploto, atitinkamai;

S. N \u003d. S. į \u003d. L. vienas · L. 2 ;S. B \u003d 2. L. 3 (L. 1 +L. 2).

Dėl efektyvesnio šilumos pašalinimo, IVEP blokai su apdulkintais paviršiais dažnai naudojami. Jei dizaineris nustatomas šildyti šilumos skaičiavimą šio tipo antrinio maitinimo bloko, tada būtina toliau nustatyti veiksmingą šilumos mainų koeficientą α eff aš nuėmiau i.Paviršius, kuris priklauso nuo šonkaulių dizaino ir perkaitimo bylos, palyginti su aplinka. A ef i yra apibrėžiamas taip pat, kaip apskaičiuojant radiatorius (žr. Radiatorių skaičiavimą, 5.5 punktą).

Nustačius veiksmingą šilumos mainų koeficientą α ef i, pervedimai į šilumos laidumą viso korpuso skaičiavimo σ k, kurį sudaro ne pelekų suma σ iki 0 ir fin σ P paviršiams:

g.
dE. σ K 0 apskaičiuojamas pagal formulę (47), tačiau neįskaitant paviršiaus;

g.
dE. S. PI yra pagrindinis paviršiaus plotas; N. Aš esu koeficientas, kuriame atsižvelgiama į šio paviršiaus orientaciją.

9. Apskaičiuokite IVEP bloko perkaitinimą antrajame derinime θ k0:

g.
dE. Iki KP - koeficientas, priklausomai nuo perforacijos bloko korpuso Iki P; Iki H1 yra atmosferos aplinkos slėgio koeficientas.

Tvarkaraštį, kuriam galite apibrėžti koeficientą Iki H1, pavaizduota Fig. 9 ir koeficientas Iki Kp pav. keturiolika.

Perforacijos koeficientas nustatomas pagal (11) - (13), ir pagal Fig. aštuoni.

10. Nustatykite skaičiavimo klaidą:

E.
jei Δ ≤ 0,1, tada skaičiavimas gali būti laikomas visišku. Priešingu atveju antrinio maitinimo bloko temperatūros apskaičiavimas turėtų būti pakartotas kitai vertei. θ K koreguojamas į šoną θ iki 0.

11. Apskaičiuokite bloko korpuso temperatūrą:

N.
ir tai yra pirmasis etapas apskaičiuojant šiluminio režimo IVEP bloko.

2 etapas. Šildomos zonos vidurinės temperatūros nustatymas.

1. Apskaičiuokite sąlyginę konkrečią paviršių galią q. z Šildomos bloko zona pagal formulę (19).

2. Nuo pav. 7 Raskite perkaitimą į pirmąjį suderinimą θ s, palyginti su temperatūra aplinkiniame vienetui.

3. Nustatykite šilumos perdavimo koeficientus radiaciniu būdu tarp apatinės α ZLN, viršutinės α ZLV ir šildomos zonos ir kūno šoninės α zlb paviršių:

kur ε P I - juodos laipsnis i.Paviršiai šildomos zonos ir korpuso:

ε s i. S. Z.
I - juodos ir kvadrato laipsnis i.Šildomos zonos paviršius.

R. iP. penkiolika. \\ t

4. Norint nustatyti temperatūrą t. M \u003d ( t. K +. t. 0 +θ h) / 2 ir nustatymo dydis h. Aš randame Grasgo Hi ir Prandtlapr (formulė (43) ir 6 lentelę).

5. Apskaičiuokite konvekcinius šilumos mainų koeficientus tarp šildomos zonos ir kiekvieno paviršiaus atveju;

apatiniam paviršiui

už viršutinį paviršių

d. lA šoninis paviršius

6. Mes nustatome šiluminį laidumą σ zk tarp šildomos zonos ir tuo atveju:

g.
dE. Iki σ yra koeficientas, atsižvelgiant į laidžių šilumos mainus:

σ - specifinis terminis, vedantis iš modulių į bloko korpusą, priklauso nuo korpuso jėgos į kūną (15 pav.); nesant clamping σ \u003d 240 m / (m 2 · k); S. λ yra modulio rėmo kontakto plotas su blokuojančiu dėklu.

7 lentelė.

Medžiagų termofizinės savybės

7. Apskaičiuokite šildomos zonos šildymą θ Z0 antrajame apytikslyje:

g.
dE. K. W - Nustatykite pavaizduotą grafiką pav. vienuolika; K. H2 - Apibrėžkite pagal tvarkaraštį (10 pav.).

8. Nustatykite skaičiavimo klaidą

E.
jei Δ.< 0,1, то расчет окончен. При δ ≥ 0,1 следует повторить расчет для скорректированного значенияθ s.

9. Apskaičiuokite šildomos zonos temperatūrą

E.
bakstelėkite 3. Skaičiavimas iš komponento paviršiaus temperatūros į IVEP schemos sudėtį

Mes pristatome skaičiavimo seką, reikalingą nustatyti komponento komponento temperatūrą pirmuoju nesutarimu.

1. Nustatykite lygiavertį modulio lygiavertį šiluminio laidumo koeficientą, kuriame yra komponentas, pvz., "MicroCircir" už šias parinktis:

nesant šilumos perdirbimo padangų λ EQ \u003d λ n, kur λ n yra plokščio pagrindo pagrindo šiluminis laidumas;

su šilumos perdirbimo padangomis

g. de λ W - šilumos laidumas terminio apdorojimo padangų medžiagos; V. P yra spausdintinės plokštės tūris, atsižvelgiant į šilumos perdirbimo padangų tūrį; V. W - šilumos perdirbimo padangų tūris ant spausdintos plokštės; A.- paviršiaus koeficientas, užpildantis modulio modulio su šilumos perdirbimo padangomis:

g.
dE. S. W yra bendras plotas, užimtas šilumos perdirbimo padangomis ant spausdintos plokštės.

Tab. 7 rodo kai kurių medžiagų termofizinius parametrus.

2. Nustatykite lygiavertį mikrociragio korpuso spindulį:

g.
dE. S. o ISS - pagrindo lusto plotas.

3. Apskaičiuokite šilumos srauto sklaidos koeficientą:

g.
de α 1 ir α 2 - šilumos mainų koeficientai nuo pirmojo ir antrojo spausdintinės plokštės pusių; Natūralaus šilumos mainai

Δ P.
- modulio plokštės storis.

4. Nustatykite norimą mikrocirkio korpuso paviršiaus perkaitinimą:

kur Įir. \\ T M.- sąlyginės vertės, įvestos siekiant supaprastinti įrašymo formą: su vienašališka "MicroCirkuit" aptarnavimo vieta spausdintos plokštės plokštėje Į\u003d 8.5π. R. 2 W / k, M.\u003d 2; su dvipusine vieta Į= 0,M.= 1;Iki- empirinis koeficientas: lustų atvejų, kurio centras bus nuo spausdintinės plokštės galų, esant mažiau nei 3 R.,Iki\u003d 1.14; Mikrocirams, kurio centras bus nuo spausdintinės plokštės galų, esant daugiau kaip 3 R.,Iki= 1;Iki α - mikrociragio gaubtų šilumos perdavimo koeficientą nustatoma pagal pavaizduotą grafiką pav. šešiolika; Iki 1 I. Iki 0 - Modifikuoti Bessel funkcijos; N. - NUMBER. \\ T i.Pagrindiniai lustų korpusai, esantys ne daugiau kaip 10 / m., t.y r. i ≤ 10. m.; Δ t. B - Vidutinio bendrinimo oro perkaitimo į bloką:

Q.
IMS I - išsklaidyta galia i.Vištienos; S. Yra I - bendras paviršiaus pusė i.Vištienos; Δ з i - tarpuskaitos tarp lusto ir mokesčio; λ з и и - šilumos laidumo koeficientas, užpildantis šį atotrūkį.

5. Nustatykite mikrocirkio korpuso paviršiaus temperatūrą:

P
minėtas algoritmas, skirtas apskaičiuoti mikrocirkio temperatūrą, gali būti naudojama bet kuriam kitam atskiro komponento, kuris yra antrinio maitinimo bloko dalis. Šiuo atveju diskretiškas komponentas gali būti laikomas lustu su vietiniu šilumos šaltiniu ant plokštės ir įveskite atitinkamas geometrinių parametrų vertes (60) - (63).

Darbo tikslas

Pažintis su eksperimentų metodika nustatyti juodo kūno paviršiaus laipsnį.

Eksperimentinių įgūdžių ugdymas.

Užduotis

Nustatykite juodos ε laipsnį ir spinduliuotės koeficientą iš dviejų skirtingų medžiagų paviršių (dažyti vario ir poliruoto plieno).

Nustatykite priklausomybę nuo juodos paviršiaus temperatūros laipsnio.

Palyginkite dažytų vario ir poliruoto plieno juodos spalvos vertę tarpusavyje.

Teorinė administracija

Šiluminė spinduliuotė yra šiluminės energijos perdavimo elektromagnetinėmis bangomis procesas. Radiacinės šilumos kiekis priklauso nuo skleidžiančios kūno savybių ir jo temperatūros ir nepriklauso nuo aplinkinių kūnų temperatūros.

Bendru atveju, terminis srautas, patenka į kūną, yra iš dalies absorbuojamas, iš dalies atsispindi ir iš dalies eina per kūną (1.1 pav.).

Fig. 1.1. Radiant energijos paskirstymo schema

(2)

kur - šilumos srautas patenka į kūną,

- kūno sugeriamos šilumos kiekis, \\ t

- organizmo atsispindi šilumos kiekis, \\ t

- šilumos, einančių per kūną, kiekis.

Mes padaliname dešinę ir kairiąsias dalis ant šilumos srauto:

Vertybės
jis vadinamas atitinkamai: sugeria, atspindinčio ir kūno perdirbimo talpa.

Jeigu
T.
. Visas šilumos srautas patenka į kūną. Toks kūnas vadinamas absoliučiai juoda .

Kūnai
,
tie. Visas terminis srautas patenka į kūną, atsispindi iš jo, vadinamas balta. . Tuo pačiu metu, jei atspindys iš paviršiaus yra taikomi kūno optikos įstatymai yra vadinami veidrodinis - Jei difuzinis atspindys – absoliučiai balta .

Kūnai
,
tie. Visas terminis srautas krenta ant kūno eina per jį, vadinamas diatherminis arba visiškai skaidrus .

Nėra absoliutų kūnų, tačiau tokių įstaigų samprata yra labai naudinga, ypač apie visiškai juodą kūną, nes įstatymai, kurie jį kontroliuoja yra ypač paprasta, nes jokia spinduliuotė atsispindi iš jo paviršiaus.

Be to, absoliučiai juodųjų įstaigų koncepcija leidžia įrodyti, kad nėra tokių įstaigų gamtoje, kuri skleidžia daugiau šilumos nei juoda.

Pavyzdžiui, pagal Kirchhoffo įstatymą, kūno emisijos santykis ir jo absorbcijos pajėgumas vienodai visiems kūnams ir priklauso tik nuo temperatūros, visų kūnų, įskaitant visiškai juodą, tam tikroje temperatūroje:

(3)

Kadangi absoliučiai juodųjų kūnų absorbcijos pajėgumas
bet ir. \\ T ir tt Visada mažiau nei 1, tada nuo Kirchhoffo įstatymo matyti, kad maksimalus spinduliavimo gebėjimas jis turi visiškai juodą kūną. Kadangi nėra absoliučiai juodųjų kūnų pobūdžio, įvesta pilkos kėbulo sąvoka, juodos spalvos laipsnis, kuris yra pilkos ir visiškai juodųjų kūnų spinduliavimo gebėjimas:

Po Kirchhoffo įstatymo ir tai manydama
galima įrašyti
nuo.
tie . Juoda laipsnis apibūdina tiek santykinį galinį ir kūno įsisavinimo pajėgumą . Pagrindinė spinduliuotės galia, atspindinčioji spinduliuotės intensyvumo priklausomybę
Šio bangos ilgių (monochromatinės spinduliuotės) yra lentos įstatymas.

(4)

kur - bangos ilgis [m];

;

ir. \\ T - pirmoji ir antroji reguliari lenta.

Fig. 1.2 Ši lygtis yra grafiškai.

Fig. 1.2. Grafinis lentos teisės pristatymas

Kaip matyti iš grafiko, visiškai juoda kūnas spinduliuoja bet kokia temperatūra įvairiuose bangos ilgiuose. Didėjant temperatūrai, didžiausias spinduliuotės intensyvumas pereina prie trumpesnių bangų. Šis reiškinys apibūdinamas vyno įstatymu:

Kur
- bangos ilgis, atitinkantis didžiausią spinduliuotės intensyvumą.

Vertybėmis
vietoj PLANCK įstatymo galima taikyti relės-džinsų įstatymą, kuris taip pat nešioja pavadinimą "Long bangos ilgio įstatymas":

(6)

Spinduliavimo intensyvumas, priskirtas visam bangos ilgio intervalui
anksčiau
(neatskiriama spinduliuotė), galima nustatyti iš plano plano integruojant:

kur - absoliučiai juodos kūno spinduliavimo koeficientas. Išraiška vadinama Staen-Boltzmann įstatymu, kurį sukūrė Boltzmann. Pilka kūnai, Stefan-Boltzmanna įstatymas yra parašytas formoje:

(8)

- "Mudible Pilka" kūno sugebėjimas. Šilumos perdavimą lemia dviejų paviršių spinduliuotė remiantis Stephen-Boltzmann įstatymu ir turi formą:

(9)

Jeigu
, tada juodumo laipsnis tampa lygus juodos spalvos laipsniui .
. Ši aplinkybė grindžiama radijo gebėjimų nustatymo metodu ir juodųjų kūnų, turinčių nedidelius dydžius, laipsnį, palyginti su įstaigomis, kuriomis keičiamasi su spinduliuojančia energija

(10)

(11)

Kaip matyti iš formulės, juodos ir raditinės gebėjimų laipsnio nustatymas Nuo.pilkas kūnas turi žinoti paviršiaus temperatūrą bandymo korpusas, temperatūra aplinka ir spinduliavimo terminis srautas iš kūno paviršiaus
. Temperatūra ir. \\ T galima matuoti žinomais metodais. Ir spinduliavimo terminis srautas nustatomas iš šių aplinkybių.

Šilumos plitimas iš kūnų paviršiaus į aplinką yra dėl radiacijos ir šilumos perdavimo laisvoje konvekcijoje. Pilnas srautas nuo kūno paviršiaus, tai bus lygi:

Nuo!
;

- šilumos srauto konvekcinis komponentas, kurį galima nustatyti pagal Newton Richmana įstatymą:

(12)

Savo ruožtu, šilumos perdavimo koeficientas galima nustatyti iš žodžio:

(13)

lemiama temperatūra šiose išraiškose yra pasienio sluoksnio temperatūra:

Fig. 2 Eksperimentinės montavimo schema

Legenda:

Įjungti;

P1, P2 - įtampos reguliatoriai;

PW1, PW2 - Power Meters (Wattmeters);

Ne1, ne2 - šildymo elementai;

IT1, IT2 - temperatūros matuokliai;

T1, T2 ir kt. - termoporos.

Šilumos spinduliuotės tyrimas. Nustatant juodųjų volframo kaitinamųjų lempų laipsnį

3.1 Šiluminė spinduliuotė ir jo savybės

Kūnai šildomi iki pakankamai aukštos temperatūros, gali išskirti elektromagnetines bangas. Šviesos kūnai, susiję su šildymu, gavo šilumos spinduliuotės pavadinimą. Ši spinduliuotė yra labiausiai paplitusi. Šiluminė spinduliuotė gali būti pusiausvyra, t.y. Tai gali būti termodinaminės pusiausvyros būsenoje su medžiaga uždaroje (izoliuotoje) sistemoje. Šilumos spinduliuotės kiekybinis spektrinis spektrinis charakteristikas yra energijos šaltinio spektrinis tankumas (spinduliuotinė gebėjimai):

kur-spektrinis energijos tankumas; - elektromagnetinės spinduliuotės energija vienam vienetui nuo kūno paviršiaus ploto vieneto bangos ilgio svyruoja nuo į;

Bendros šiluminės spinduliuotės galia nuo kūno paviršiaus ploto vieneto visoje bangos ilgio intervaluose nuo energijos šviesos (neatskiriama energijos šviesumas):

3.2. Planko formulė ir įstatymai Juodosios kūno šiluminė spinduliuotė

· Stephen-Boltzmann įstatymas

1900 m. Lėktuvas stumdavo hipotezę, pagal kurią atominiai osciliatoriai išskiria energiją ne nuolat ir porcijoms-kvantai. Pagal lentos hipotezę, energijos šviesumo spektrinis tankumas nustatomas pagal šią formulę:

. (3)

Nuo lentos formulės, galite gauti energijos šviesos išraišką. Mes pakeisdami kūno energijos šviesumo spektrinio tankio vertę nuo (3) sąvoka (2):

(4)

Apskaičiuoti integruotą (4), pristatome naują kintamąjį. Iš čia; . Formulė (4) konvertuojama į protą:

Kaip , Energijos luminozės išraiška (5) turės tokią formą:

. (6)

Santykis (6) yra Stephen-Boltzmann įstatymas, kuriame konstanta Stephen Boltzmann W / (m 2 iki 4).

Taigi Stephen-Boltzmann įstatymo apibrėžimas:

Absoliučiai juodos kūno energijos šviesumas yra tiesiogiai proporcingas ketvirtame absoliutaus temperatūros laipsniui.

Terminės spinduliuotės teorijoje, kartu su juodojo kūno modeliu, jis dažnai naudojamas pilkosios kūno koncepcijai. Kūnas vadinamas pilka, jei jo absorbcijos koeficientas yra vienodas visiems bangos ilgiams ir priklauso nuo paviršiaus temperatūros ir būklės. Dėl pilkojo kūno, Stefan-Boltzmanna įstatymas turi formą:

kur yra šilumos spinduliavimo koeficientas (juodasis koeficientas).

· Pirmasis vyno įstatymas (vyno poslinkio įstatymas)

Mes tiriame ryšį (3) dėl ekstremumo. Norėdami tai padaryti, mes apibrėžiame pirmąjį spektrinio tankio darinį palei bangos ilgį ir prilyginame jį nuliui.

. (8)

Pristatome kintamąjį. Tada mes gauname iš lygties (8):

. (9)

Transcendentinė lygtis (9) apskritai išspręsta iš eilės metodu. Kadangi dėl tikrosios temperatūros galite rasti paprastesnį lygtį (9). Iš tiesų, tuo pačiu metu, santykis (9) yra supaprastinta ir yra forma:

kuris turi sprendimą. Taigi

Tikslesnis lygybės sprendimas (9) pagal nuosekliųjų metodų metodą lemia ši priklausomybė:

, (10)

kur Mk.

Santykis (10) reiškia pirmojo vyno įstatymo apibrėžimą (sparno poslinkio įstatymas).

Bangos ilgis, atitinkantis maksimalų energijos pakartotinio kėbulo temperatūros energijos šviesos tankį.

Vertė buvo pastovaus sparno šališkumo įstatymo pavadinimas.

· Antrasis vyno įstatymas

Mes pakeisime vertę nuo lygties (10) į spektrinio tankio energijos šviesumo (3) išraiška. Tada mes gauname maksimalų spektrinį tankį:

, (11)

kur W / m 2 iki 5.

Iš santykio (11) reiškia antrojo vyno įstatymo apibrėžimą.

Maksimalus absoliučiai juodos kūno energijos šviesos spektrinis tankis yra tiesiogiai proporcingas penktojam abstraiškaus temperatūros laipsniui.

Vertė buvo nuolatinio vyno antrosios teisės pavadinimas.

1 paveiksle parodyta energijos šviesos spektrinio tankio priklausomybė nuo kai kurių kūno bangos ilgio dviem skirtingomis temperatūromis. Didėjant temperatūrai, spektro tankio kreivių plotas turėtų padidėti proporcingai ketvirtame temperatūros lygiui pagal Stefan-Boltzmann teisę, bangos ilgį, atitinkantį didžiausią spektrinį tankį, kad sumažintų atgalinę temperatūrą pagal Vynų poslinkio įstatymas ir maksimali spektrinio tankio vertė tiesiogiai padidėja antrasis vyno įstatymas.

1 pav

4. Prietaisai ir priedai. Montavimo aprašymas

Šiame darbe įvairių galios (25, 60, 75 ir 100 vatų) elektriniai žibintai naudojami kaip spinduliuojantis korpusas. Norint nustatyti kaitinamųjų lempučių siūlų temperatūrą, nustatomas voltamper charakteristikas, pagal kurį nustatomas kaitinamosios sriegio statinio atsparumas (), apskaičiuojamas jo temperatūra. 2 paveiksle parodyta tipiškų kaitinamosios lempos būdingų voltampear. Galima matyti, kad esant mažoms dabartinėms reikšmėms, dabartinis tiesiškai priklauso nuo taikomosios įtampos ir atitinkamos tiesioginės eina per koordinates kilmę. Su tolesnis dabartinis padidėjimas, šilumos siūlai yra šildomas, lempos atsparumas padidėja ir Voltamper charakteristikos nuokrypis yra stebimas nuo linijinės priklausomybės praeina per kilmę. Norėdami išlaikyti srovę su didesniu atsparumu, reikia daugiau įtampos. Diferencinis atsparumas lempos monotoniškai mažėja, ir tada užtrunka beveik pastovią vertę ir voltampear charakteristika kaip visuma yra nelinijinis. Atsižvelgiant į tai, kad galia suvartota galia yra pašalinama spinduliuotės, galima nustatyti žibinto kaitinamojo kaitinimo koeficientą arba apskaičiuoti pastovią Stephen Boltzmann formulę:

, (12)

kur yra lempos gijų plotas; - juodos spalvos; - Nuolatinis Stephen Boltzmann.

Nuo formulės (12), galima nustatyti elektros žibinto kaitinimo koeficientą.

. (13)

2 pav.

3 paveiksle parodyta elektros instaliacijos schema, skirta pašalinti žibinto voltampear charakteristikas, nustatant temos atsparumą, temperatūrą ir terminės spinduliuotės įstatymų tyrimą. Raktai iki 1 ir K 2 yra skirti elektriniams prietaisams prijungti su reikiamomis ribomis dabartinių matavimo ir įtampos.

Kintamasis atsparumas yra prijungtas prie kintamosios srovės grandinės su 220V tinklo įtampą potenciometrine schema, kuri suteikia lygų įtampos pokyčiai nuo 0 iki 220 V.

Kaitinamosios sriegio temperatūros nustatymas grindžiamas žinoma metalinio atsparumo priklausomybe nuo temperatūros:

kur - įkrovimo sriegio atsparumas 0 0 s; - Volframo atsparumo temperatūros koeficientas, 1 / kruša.

3 pav.

Mes parašytume kambario temperatūrą (14).

. (15)

Dalijimasis išraiška (14) (15), mes gauname:

Iš čia mes apibrėžiame kaitinamosios sriegio temperatūrą:

. (17)

Taigi, žinant statinį atsparumą kaitinamojo sriegio nesant srovės kambario temperatūroje, ir siūlų atsparumas srovės metu galima nustatyti sriegio temperatūrą. Vykdydamas darbą, atsparumas kambario temperatūroje matuojamas skaitmeniniu elektros matavimo įtaisu (testeriu), o statinis kaitinamasis atsparumas yra apskaičiuojamas pagal OMA įstatymą

6. Darbo tvarka

1. Atsukite kaitinamąją lemputę iš kasetės ir naudojant skaitmeninį elektrinį matuoklį, kad nustatytumėte bandomojo elektrinio žibinto siūlų atsparumą kambario temperatūroje. Matavimo rezultatai įrašomi 1 lentelėje.

2. Įjunkite lempą į kasetę, nuimkite lempos voltamper būdingą (įtampos srovės priklausomybę). Dabartinis stiprumo matuokite kas 5 mA po trumpo poveikio 2-5 minutes. Matavimo rezultatai įrašomi 1 lentelėje.

3. Apskaičiuokite (18) ir (17) atsparumą ir sriegio temperatūrą 0 C ir K.

4. Apskaičiuokite (13) įkrovimo koeficiento formulę (13). Rezultatai apskaičiuoti rašyti 1 lentelėje.

Eksperimentiniai duomenys, skirti skaičiuoti juodą koeficientą

1 lentelė

5. Pagal 1 lentelę statyti lempos voltampear charakteristikos, atsparumo priklausomybę ir juodą koeficientą temperatūros ir galios.

Planko teisė. Absoliučiai juodos kūno I SL spinduliavimo intensyvumas ir bet koks tikrasis kūnas aš priklausau nuo bangos ilgio.

Visiškai juoda kūnas su tuo valgo visų bangos ilgių spindulius IL \u003d 0 į l \u003d ¥. Jei tam tikru būdu tai yra atskirti spindulius su skirtingais bangos ilgiais vienas nuo kito ir išmatuoti kiekvienos sijos energijos, paaiškėja, kad energijos platinimas spektro yra kitoks.

Didėjant bangos ilgiui, spindulių energija didėja tam tikru ilgiu, banga pasiekia maksimalų, tada mažėja. Be to, dėl to paties bangos ilgio spindulio, jo energijos didėja, padidėja antdėklo spinduliais (11.1 pav.).

Planeke sukūrė tokį įstatymą, kuris keičia absoliučiai juodos kūno emisijos intensyvumą, priklausomai nuo ir bangos ilgio:

I SL \u003d C1 L -5 / (E C / (L T) - 1), (11.5)

Pakeičiant į lygtį (11.7) lentos įstatymą ir integruojant nuo l \u003d 0 iki l \u003d ¥, mes pastebime, kad neatsiejama juodosios kodo spinduliuotė yra tiesiogiai proporcinga ketvirtame jo absoliutaus laipsniui (Stephen -Boltzmann teisė).

E S \u003d C (T / 100) 4, (11.8)

kur su S \u003d 5,67 W / (M 2 * K 4) - absoliučiai juodos kūno spinduliuotės koeficientas

11.1 pav. Energijos, atitinkančios šviesos dalį spektro dalis (0,4-0,8 mK) nėra sunku pastebėti, kad jis yra labai mažas, palyginti su integruota spinduliuote energija. Tik saulėje ~ 6000k, šviesos spindulių energija yra apie 50% visos juodosios spinduliuotės energijos.

Visi realūs technikoje naudojami realūs kūnai yra visiškai juodi ir tuo pačiu metu išskiria mažiau energijos nei visiškai juoda kūnas. Realių kūnų spinduliuotė taip pat priklauso nuo bangos ilgio. Kad juodojo kūno spinduliuotės įstatymai gali būti taikomi realioms įstaigoms, įvedamas kūno ir spinduliuotės sąvoka. Pagal spinduliuotę suprantama kaip tokia, kuri yra panaši į juodojo kūno spinduliuotę turi tvirtą spektrą, tačiau spindulių intensyvumas kiekvienam bangos ilgiui aš esu su bet kokia yra nuolatinė dalis, kad būtų paslėpta juoda kūnas i sl, ty Yra ryšys:

I l / i sl \u003d e \u003d const. (11.9)

E E vertė vadinama juodos. Tai priklauso nuo kūno fizinių savybių. Juodųjų kūnų laipsnis visada yra mažesnis už vieną.

Kirchhoffa teisė. Kiekvienam kūnui spinduliuojančios ir absorbcijos gebėjimai priklauso nuo bangos ilgio. Įvairios įstaigos turi skirtingas reikšmes E ir A. priklausomybė tarp jų nustato "Circhoff" įstatymu:

E \u003d E S * A arba E / A \u003d E S \u003d E S / A S \u003d C S * (T / 100) 4. (11.11) \\ t

Kūno (E) laisvalaikio gebėjimų santykis su savo taupymo gebėjimu (a) yra vienodai visiems kūnams, kurie yra vienodi ir lygūs visiškai juodos kodo sklaidos gebėjimui.

Iš Kirchhoffo įstatymo matyti, kad jei kūnas turi mažą absorbcijos pajėgumą, tuo pačiu metu jis turi mažą pasviręs gebėjimą (poliruotus). Visiškai juoda kūnas, turintis maksimalų absorbcijos pajėgumą, turi didžiausią spindinčią gebėjimą.

Kirchhogos įstatymas lieka teisinga monochromatinei spinduliuotei. Organizmo spinduliuotės intensyvumo santykis tam tikru bangos ilgiu iki jo absorbcijos talpos tame pačiame bangos ilgyje yra vienodi, jei jie yra tokie patys, ir skaičiai lygūs absoliučiai juodųjų kūnų emisijos intensyvumui tas pats bangos ilgis ir, ty Tai yra tik bangos ilgis ir:

E l / a l \u003d i l / a l \u003d e sl \u003d i sl \u003d f (l, t). (11.12)

Todėl kūnas, skleidžiantis energiją tam tikru bangos ilgiu, gali sugerti jį tuo pačiu bangos ilgiu. Jei kūnas nesugeria energijos į tam tikrą spektro dalį, tai ne spinduliuoja šioje spektro dalyje.

Nuo Kirchhoffo įstatymo jis taip pat reiškia, kad kūno juodumo laipsnis E, su tuo pačiu skaičiaus lygus absorbcijos koeficientas A:

e \u003d i l / i sl \u003d e / e sl \u003d c / c sl \u003d A. (11.13)

Lambert įstatymas. Birių spinduliuotės spinduliavimo energija skleidžia erdvėje įvairiomis kryptimis su skirtingu intensyvumu. Įstatymas nustato spinduliuotės intensyvumo priklausomybę nuo krypties vadinama Lambert įstatymu.

Lambert įstatymas nustato, kad nuo DF 1 paviršiaus elemento spinduliavimo energijos kiekis DF2 elemento kryptimi yra proporcingas energijos kiekio kiekio produktui pagal DQ N įprastą dydį DC ir sąnaudų erdvinis kampas, sudarytas iš radiacinės krypties su normaliu (11.2 pav.):

d 2 q n \u003d dq n * dw * cosj. (11.14)

Todėl didžiausias spinduliavimo energijos kiekis yra skleidžiamas statmenai į spinduliuotės paviršių, t.y., ne (J \u003d 0). Didėjant J, spinduliavimo energijos kiekis mažėja ir yra nulis J \u003d 90 °. Lambert įstatymas yra visiškai teisingas absoliučiai juodoms kūnams ir kūnams su difuzine spinduliuote J \u003d 0 - 60 °.

Poliruotų paviršių, Lambert įstatymas netaikomas. Jiems spinduliuoja su j bus didesnis nei kryptimi, normalus iki paviršiaus.