Shaffof muhitdagi jismlar orasidagi jismlar orasidagi yorqin issiqlik almashinuvi, issiqlik almashinuvi intensivligini pasaytirish yoki kuchaytirish usullari.

Ekranlar

Texnologiyaning turli sohalarida ko'pincha radiatsiya orqali issiqlik uzatishni kamaytirish talab qilinganda, ko'pincha ishlar mavjud. Masalan, siz ishchilarni ustaxonalarda issiqlik nurlari ta'siridan himoya qilishingiz kerak, u erda yuqori haroratlar mavjud bo'lgan sirtlar mavjud. Boshqa holatlarda, invazlanishning oldini olish uchun binolarning yog'och kuchidan energiya energiyasidan himoya qilish kerak; Bu radionne energiya termometrlaridan himoya qilinishi kerak, aks holda ular noto'g'ri o'qishni beradi. Shuning uchun, har doim radiatsiya orqali issiqlik uzatishni kamaytirish zarur bo'lganda, ekranlarni o'rnatishga murojaat qilish kerak. Odatda ekran juda nozik aks etuvchi qobiliyatli ingichka metall varaq. Ikkala ekran yuzalarining harorati bir xil deb hisoblash mumkin.

Ikkita tekis chegarali yuzalar orasidagi ekranning harakatini, issiqlik konvektsiyasini o'tkazib yuborish bilan e'tiborsiz qoldiring. Devorlarning yuzasi va ekranimiz bir xil deb hisoblaymiz. T 1 va T 2 devorlarining harorati doimiy va t 1\u003e t 2 bilan qo'llab-quvvatlanadi. Biz devorlarning radiasislari koeffitsientlari va ekran bir-biriga teng. Keyin sirtsiz yuzalar orasidagi radiatsion koeffitsientlar birinchi sirt va ekran, ekran va ikkinchi sirt bir-biriga tengdir.

Issiqlik oqimi birinchi sirtdan ikkinchisiga (ekransiz) bilan uzatiladi, tenglamadan aniqlang

Issiqlik oqimi birinchi sirtdan ekranga uzatiladi, biz formulani topamiz

va ekrandan tenglama bilan ikkinchi yuzaga

Barqaror issiqlik holatida 1 \u003d Q 2, Shunday qilib

dan

Hosil bo'lgan ekran haroratini har qanday tenglamalarga almashtirish, biz olamiz

Birinchi va oxirgi tenglamalarni taqqoslash, biz olingan shartlar ostida bitta ekranni o'rnatilishi issiqlik uzatilishi bilan issiqlik uzatilishini kamaytiradi:

(29-19)

Ikki ekranning o'rnatilishi issiqlik uzatishni uch baravar kamaytiradi, uchta ekranni o'rnatishni tiniq metall ekranni qo'llashda 10 ta ekranli issiqlik almashinuvining sezilarli ta'sirini pasaytiradi.

(29-20)

qaerda "PR - sirt va ekran o'rtasidagi radiatsiya koeffitsienti;

Yuzalar orasidagi n - pasaytirilgan nurlanish koeffitsienti bilan.

Gaz nuri

Gazusli tanalar nurlanishi qattiq emissiyadan keskin farq qiladi. Sanjol va dioksid gazlari ahamiyatsiz ravishda rad etadigan qobiliyatga ega. Ushbu gazlar termal nurlar uchun shaffof hisoblanadi. Trehatomik gazlar (CO 2 va H 2 O va boshqalar) va polietomiklar allaqachon sezilarli emitentga ega va shuning uchun qobiliyatni yutish qobiliyatiga ega. Yuqori haroratlarda yoqilg'i yonishi paytida hosil bo'lgan thihatik gazlarning radiatsiyasi issiqlik almashtirgich qurilmasi ishlashi uchun katta ahamiyatga ega. Traxitmik gazlarning radiotsiyali radiotizatsiyaning kulrang korpusining radiatsiyasidan farqli o'laroq, keskin talaffuzlangan (tanlangan) xarakterga ega. Ushbu gazlar faqat yorqin energiyani spektrning turli qismlarida joylashgan ba'zi to'lqin uzunligi oralig'ida (29-6-rasm) so'riladi va yoritiladi. Boshqa to'lqin uzunliklari bilan nurlar uchun bu gazlar shaffofdir. Yorug'lik qachon uchrashganda

to'lqinli to'lqin uzunligi bilan nurning yutishiga qodir bo'lgan gaz qatlami, shundan tashqari, qisman gazning qalinligi va chiziqning qalinligidan o'tib ketayotganda, qavatning boshqa tomonida o'tadi. Juda katta qalinlikning qatlami deyarli butun nurni singdirishi mumkin. Bundan tashqari, gazning so'rilishi quvvati uning qisman bosimi yoki molekulalar va haroratning soniga bog'liq. Gazlarda radiatsiyaviy va singdirilishi gaz jarayonida yuzaga keladi.

Gaz qatnashish koeffitsienti quyidagi qaramlik bilan belgilanishi mumkin:

yoki umumiy tenglama

Gaz qatlamining qalinligi tana shakliga bog'liq va empirik jadvalda nurning o'rtacha uzunligi sifatida belgilanadi.

Odatda yonish mahsulotlarining bosimi 1 barga teng bo'ladi, shuning uchun aralashmadagi tititatumning qisman bosimi PH 2 O \u003d RH 2 O \u003d RH 2-fraktsiyali tenglamalar bilan belgilanadi gaz.

Devorning o'rtacha harorati tenglama bilan hisoblanadi

(29-21).

bu erda T "st - gazga kirishda kanal devorining harorati; T" "c t - gazning harorati gazning harorati.

O'rtacha gaz harorati formulasi bilan belgilanadi

(29-22)

kanalga kirishda gaz harorati

T "" P - kanaldan chiqishdagi gaz harorati;

plyus belgisi kanalizatsiya paytida qabul qilinadi va "minus" - gazni isitish holatida.

Gaz va kanal devorlari o'rtasida radiatsiya orqali issiqlik almashinuvini hisoblash juda murakkab va bir qator grafiklar va jadvallar yordamida amalga oshiriladi. Hisoblashning soddaligi va juda ishonchli usuli, chorshanba kuni ° KRAA harorati bilan gazlarning radiatsiyasini belgilaydigan quyidagi tenglamalarni taklif etadi:

(29-23)

(29-24) bu erda qisman gaz bosimi, bar; S gaz qatlamining o'rtacha qalinligi, m, T - gaz va devorlarning o'rtacha harorati, ° K. Ushbu tenglamalar tahlili shuni ko'rsatadiki, gazlarning radiy qobiliyati Stefan qonuniga bo'ysunmaydi - Boltzmann. Suv bug'ining nuri t 3 va karbonat angidrid - g 3 "5 ga mutanosib bo'lib qoladi.

laminar rejimi uchun

T.
singillam 6.

T (46) Quruq havoning eplefizik parametrlari

101.3 · 10³ bosimda

turbulent rejim uchun

qayerda λ m. - Gaz issiqlik o'tkazuvchanligi, stoldan tanlab olinishi mumkin. 6; N. i. - tananing yuzasi yo'nalishini hisobga olgan holda koeffitsient:

8. termal o'tkazuvchanlikni aniqlang σ k. Ish yuzasi va

haqida murakkab vositasi:

qayerda S. n, S. ichida S. b - mos ravishda blokning pastki, yuqori va yon yuzalarining maydoni;

S. N \u003d S. Ichida \u003d. L. bir til L. 2 ;S. B \u003d 2. L. 3 (L. 1 +L. 2).

Samarali issiqlikni olib tashlash uchun, jarima maydonchalari ko'pincha ishlatilgan. Agar dizaynerning ikkinchi darajali quvvat manbai bo'linmasining ushbu turidagi issiqlik hisoblashini isitmaga kelsa, unda men imtiyoz almashinuv koeffitsientiga yanada samaraliroq bo'lganini yanada aniqlab olish kerak i.Sirtning qovurg'alar dizayga va atrof-muhitga nisbatan haddan tashqari qizib ketishiga bog'liq sirt. A ef men radiatorlarni hisoblashda bo'lgani kabi aniqlanadi (radiatorlarning hisoblashiga qarang, 5.5-band).

IOF i issiqlik almashinuvining samarali koeffitsienti, men butun uy-joyning issiqlik o'tkazuvchanligini hisoblash uchun o'tkaziladi σ k, bu cheksiz miqdordan iborat σ 0 va FIN σ p yuzmalarga:

g.
dev σ K 0 formulasi (47), ammo jarima sirtidan tashqari hisoblanadi;

g.
dev S. Pi - bu jarima maydonchasining asosiy maydoni; N. Men bu sirtning yo'nalishini hisobga oladigan koeffitsientman.

9. Ikkinchi yaqinlashishda IVP blokini haddan tashqari qizib yuborish θ K0:

g.
dev Ga KP - teshilish blokli organiga qarab koeffitsient Ga P; Ga H1 atmosfera atrof-muhit bosimi koeffitsienti.

Koeffitsiyani aniqlash uchun jadval Ga H1, rasmda tasvirlangan. 9 va koeffitsient Ga Kp rasmda. o'n to'rt.

Teshilish koeffitsienti (11) - (13) va rasmda ko'rsatilgan jadvalga muvofiq belgilanadi. sakkiz.

10. Hisoblash xatosini aniqlang:

E.
agar d ≤ 0.1, keyin hisoblash to'liq deb hisoblanishi mumkin. Aks holda, ikkinchi darajali elektr ta'minotining harorati hisoblash boshqa qiymat uchun takrorlanishi kerak. θ K tomoniga o'rnatilgan θ 0gacha.

11. Blok korpusining haroratini hisoblang:

N.
va bu IVEP blokining issiqlik rejimini hisoblashning birinchi bosqichi.

2-bosqich. Islangan zonaning o'rta haroratini aniqlash.

1. Shartli maxsus sirtni hisoblang savol: z isitma zonasi formulasi (19).

2. Grafikadan anchadan. 7 Birinchi yaqinlashishda haddan tashqari qizib ketishni toping θ s O'rta qismni o'rab turgan haroratga nisbatan.

3. Quyi a zl d, yuqori a zlv va isitiladigan zonaning a zlb yuzalari o'rtasida isishi uchun issiqlik uzatish koeffitsientini aniqlang:

qayerda ε P i - qora darajasi i.Suratlar isitiladigan zona va uy-joy:

ε s i i i. S. Z.
I - qora va kvadrat darajasi i.Isitiladigan zona.

R iP. o'n besh

4. Haroratni aniqlash uchun t. m \u003d ( t. K +.. t. 0 +θ h) / 2 va o'lchamini aniqlash h. Men Grasgoni Salom va PrandTlapr raqamlarini topa oldim (formula (43) va 6-jadval).

5. Issiqlikdagi issiqlik almashinuv koeffitsientlarini va har bir sirt uchun ish bilan almashtirish;

pastki sirt uchun

yuqori yuza uchun

d. la Sape yuzasi

6. Biz issiqlik o'tkazuvchanligini aniqlash uchun bir zk isitiladigan zona orasidagi va ish:

g.
dev Ga Stivion isqiy issiqlik almashinuvini hisobga olgan holda koeffitsient:

σ - blokirovkadagi modullardan olingan o'ziga xos issiqlik tanaga yopishqoq kuchga bog'liq (15-rasm); siqish bo'lmaganda S \u003d 240 Vt (m 2/ Kasa); S. l blok ishi bilan modul ramkalari bilan aloqa qilish maydoni.

7-jadval.

Materiallarning termogizik xususiyatlari

7. Qiziqish zonasini isitishini hisoblang θ Z0 ikkinchi yaqinlashuvda:

g.
dev K K. W - rasmda tasvirlangan grafikani aniqlaydi. o'n bir; K K. H2 - jadvalni belgilang (10-rasm).

8. Hisoblash xatosini aniqlang

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

9. Qiziqish zonasining haroratini hisoblang

E.
tap 3. IVEP sxemasi tarkibidagi komponent yuzasi haroratini hisoblash

Biz kelishmovchilikning birinchi darajasida o'rnatilgan komponentning tarkibiy qismini aniqlash uchun zarur bo'lgan hisob-kitoblar ketma-ketligini taqdim etamiz.

1. Komponent joylashgan modulning ekvivalent issiqlik o'tkazuvchanligini aniqlang, masalan, quyidagi variantlar uchun mikroscctivit:

issiqlik o'tkazuvchan shinalari bo'lmaganda l eq \u003d l n, bu erda Kengash bazasi bazasining tubuat o'tkazuvchanligi.

issiqlik bilan ishlaydigan shinalar bilan

g. de l g w - termal termal termolik materialini yuritishning issiqlik o'tkazuvchanligi; V. P - bu issiqlik o'tkazuvchan shinalar hajmini hisobga olgan holda bosilgan elektron taxtaning hajmi; V. W - bosilgan elektron tashish kengashida issiqlik bilan ishlaydigan shinalar hajmi; A.- modul modulini issiqlik bilan ishlaydigan shinalar bilan to'ldirishning sirt koeffitsienti:

g.
dev S. W - bu isitmachi peshqadamlar tomonidan bosilgan pirojniylar joylashgan umumiy maydoni.

Yorliqda. Ba'zi materiallarning termogizik parametrlarini ko'rsatadi.

2. Mikohoriyning ekvivalent radiusini aniqlang:

g.
dev S. O ISS - chipning asosiy maydoni.

3. Issiqlik oqimini ko'paytirish koeffitsienti quying:

g.
bI 1 va a 2 - bosilgan elektron tashish kengashining birinchi va ikkinchi tomondan issiqlik koeffitsientlari; Tabiiy issiqlik almashish uchun

D p.
- modulning tuman taxtalarining qalinligi.

4. Mikrohryctivit turar joyining kerakli qizib ketishini aniqlang:

qayerda Ichidava M.- Yozuv shaklini soddalashtirish uchun kiritilgan shartli qiymatlar: Tasdiqlangan elektron pochtada mikrohiyni bir tomonlama joylashgan holda Ichida\u003d 8,5p. R. 2 W / k, M.\u003d 2; ikki tomonlama joy bilan Ichida= 0,M.= 1;Ga- Empirik koeffitsient: Chip ishlari uchun, uning markazi bosilgan ayvonning uchidan 3 dan kam masofada joylashgan R.,Ga\u003d 1.14; Uning markazi, uning markazi bosilgan elektron taxtaning uchlaridan 3 dan ortiq masofada joylashgan mikrokrinlar R.,Ga= 1;Ga A - Qopqoqlarni almashtirish koeffitsienti konferentsiyalar konferentsiyalari anjirda ko'rsatilgan grafika bilan belgilanadi. o'n olti; Ga 1 I I. Ga 0 - Bessel funktsiyalari; N. - raqam i.10 dan oshmaydigan masofada joylashgan asosiy chip xulllari m., ya'ni r. I ≤ 10. m.; Δ t. B - blokning haddan tashqari qizishi:

Savol:
IMS I - kuch tarqaldi i.Tovuq; S. Men - butun sirt tomoni i.Tovuq; d z i - chip va to'lov o'rtasidagi bo'shliq; l e n i - bu bo'shliqni to'ldiradigan materialning issiqlik o'tkazuvchanligi koeffitsienti.

5. Mikrohrirkit turlarining sirt haroratini aniqlang:

Pechka
mikrokortigayatsiyasining haroratini hisoblash uchun yuqoridagi algoritmda ikkinchi darajali elektr ta'minotining bir qismi bo'lgan boshqa diskret komponentlar uchun ishlatilishi mumkin. Bunday holda diskret komponentni plastinkada mahalliy issiqlik manbai bilan chip deb hisoblash mumkin va (60) - (63) geometrik parametrlarning mos keladigan qiymatlarini kiriting. (63) - (63).

Ishning maqsadi

Tananing qora yuzasi darajasini aniqlash uchun tajriba uchun metodologiya bilan tanishish.

Eksperimental ko'nikmalarni ishlab chiqish.

Vazifa

Qora e va nurlanish koeffitsientini 2 xil materiallardan (bo'yalgan mis va parlatilgan po'lat) darajasini belgilang.

Qora haroratda qora darajadagi o'zgarishlarning bog'liqligini belgilang.

Ort qilingan mis va ularning orasiga parlatilgan po'latdan yasalgan po'lat darajasining qiymatini solishtiring.

Nazariy ma'muriyat

Issiqlik nuri elektromagnit to'lqinlar yordamida issiqlik energiyasini o'tkazish jarayoni. Radiatsiya orqali uzatiladigan issiqlik miqdori chiqarilgan organning xususiyatlariga va uning haroratining xususiyatlariga bog'liq va atrofdagi jasadlarning haroratiga bog'liq emas.

Umuman olganda, tanaga tushgan issiqlik oqimi qisman singdiriladi, qisman aks ettirilgan va qisman tanada (1.1-rasm).

Anjir. 1.1. Yo'lni energiya taqsimlash sxemasi

(2)

qayerda - tanadagi issiqlik oqimi,

- tanadan so'riladigan issiqlik miqdori,

- tana tomonidan aks ettirilgan issiqlik miqdori,

- tanadan o'tadigan issiqlik miqdori.

Biz issiqlik oqimiga to'g'ri va chap qismlarni ajratamiz:

Qiymatlar
u mos ravishda: singdirish, ko'zgu va bagati ko'tarilish quvvati.

Agar a
T.
. Tanaga tushadigan butun issiqlik oqimi so'rilgan. Bunday tana chaqiriladi mutlaqo qora .

Bu tana
,
ular. Tana ustiga tushgan butun issiqlik oqimi bu haqda o'ylangan oq . Shu bilan birga, agar yuzadagi ko'zgular tana optikasi qonunlariga rioya qilinsa, deyiladi aks ettirilgan - Agar diffuz aks ettirsa – mutlaqo oq .

Bu tana
,
ular. Tanaga tushgan butun issiq oqim u orqali o'tadi, deb nomlanadi diatermiya yoki mutlaqo shaffof .

Tabiatda mutlaqo organlar yo'q, ammo bunday tanalar tushunchasi juda foydali, chunki uni nurlanish orqali boshqaradigan qonunlar juda sodda, chunki nurlanish uning yuzasidan aks etmaydi.

Bundan tashqari, mutlaqo qora tanalar tushunchasi tabiatda qora rangdan ko'proq issiqlikni chiqaradigan bunday jadal yo'qligini isbotlashga imkon beradi.

Masalan, Kirchhoffning qonuniga binoan tananing emissivi nisbati va uning singdirish qobiliyati barcha organlar uchun teng ravishda va faqat haroratga, shu jumladan qora, shu jumladan qora, shu jumladan qora rangga bog'liq:

(3)

Mutlaqli qora tanalarning so'rilishi uchun
lekin va va hokazo. Har doim 1 dan kam, keyin Kirchhoff qonunidan ko'ra, bu eng yuqori darajadagi qobiliyat u mutlaqo qora tanaga ega. Tabiatda mutlaqo qora tanalar yo'qligi sababli, kulrang tanasi tushunchasi, uning qora daraja darajasi, bu esa kulrang va mutlaqo qora tanalarning nisbati hisoblanadi:

Kirchox qonuniga binoan va buni hisobga olish
yozib olinishi mumkin
dan
o'sha . Qora darajasi nisbiy emissiyalik va tananing so'rilish qobiliyatini o'zgartiradi . Radiatsion intensivlikning qaramligini aks ettiruvchi nurlanishning asosiy kuchi
to'lqin uzunliklari (monoxromatik nurlanish) ga chaqirilgan, bu taxta qonunidir.

(4)

qayerda - to'lqin uzunligi, [m];

;

va - birinchi va ikkinchi darajadagi taxta.

Shaklda. 1.2 Ushbu tenglama grafik jihatdan ifodalanadi.

Anjir. 1.2. Planka qonunchiligining grafik namoyishi

Grafikdan ko'rinib turibdiki, har qanday to'lqin uzunliklarining keng doirasidagi har qanday haroratda mutlaqo qora tanli nurlanadi. Haroratning ortib borishi bilan, radiatsiyaning maksimal tebranishi qisqaroq to'lqinlar uchun siljiydi. Ushbu hodisa sharob qonuni bilan tasvirlangan:

Qayerda
- to'lqin uzunligi eng yuqori nurlanish intensivligiga mos keladi.

Qiymatlarda
"Uzun to'lqin naqsh qonunchiligini" nomini ham kiyadigan o'ram-jinsi shimlar qonunini qo'llash mumkin:

(6)

Butun to'lqin uzunligi oralig'i bilan bog'liq bo'lgan nurlanish intensivligi
oldin
(Integral nurlanish), rejaning rejasidan birlashtirish orqali aniqlanishi mumkin:

qayerda - mutlaqo qora tananing nurlanish koeffitsienti. Boltzmann tomonidan tashkil etilgan Stayen-Boltzmann qonuni deb nomlanadi. Kulrang tanalar uchun Stefan-Boltzmanning qonuni shaklda yozilgan:

(8)

- Kuchli kulrang tana qobiliyati. Issiqlik uzatish Stefan-Boltzmanning qonuni asosida ikki yuzadagi nurlanish bilan belgilanadi va shakli:

(9)

Agar a
, keyin qora daraja darajasi qora rang darajasiga teng bo'ladi .
. Ushbu holat, radiatsion qobiliyat va kichik o'lchamdagi qora tanalar darajasini aniqlash usuliga asoslanadi va kichik energiya bilan taqqoslanadigan organlar bilan taqqoslanadi

(10)

(11)

Formuladan ko'rinib turibdiki, qora va radiatsion qobiliyat darajasini aniqlash Dankulrang tana sirt haroratini bilishi kerak sinov organi, harorati tana yuzasidan atrof-muhit va yorqin issiqlik oqimi
. Harorat va ma'lum usullar bilan o'lchash mumkin. Va radion issiqlik oqimi quyidagi fikrlardan qat'iyan belgilanadi.

Jasadlarning yuzasidan jasadlarning yuzadagi bo'shliqqa tarqatish atrofdagi bo'shliqqa va erkin konvektsiyada issiqlik uzatilishi bilan bog'liq. To'liq oqim tana yuzasidan, shu bilan quyidagilarga teng bo'ladi:

Dan!
;

- Nyuton Romanman qonuni bilan belgilanishi mumkin bo'lgan issiqlik oqimining konvroz komponenti:

(12)

O'z navbatida, issiqlik uzatish koeffitsienti ifodadan aniqlanishi mumkin:

(13)

ushbu iboralardagi hal qiluvchi harorat chegara qatlamining harorati hisoblanadi:

Anjir. 2 Eksperimental o'rnatish sxemasi

Shartli belgilar:

Ichkarisida;

P1, P2 - kuchlanishli regulyatorlar;

Pw1, pw2 - quvvat metrlari (vattometi);

Ne1, Ne2 - isitish elementlari;

IT1, IT2 - harorat metrlari;

T1, T2 va boshqalar. - termojuftlar.

Termal nurlanishni o'rganish. Qizargan qora volfram lampalari darajasini aniqlash

3.1 Issiqlik nuri va uning xususiyatlari

Korpdatsiyalar etarli darajada yuqori haroratga qizdirilgan tanalar elektromagnit to'lqinlarni chiqarishga qodir. Isitish bilan bog'liq porlayotgan jasadlar issiqlik nurlanishining nomini oldi. Ushbu nurlanish tabiatda eng keng tarqalgan. Termal nurlanish muvozanat bo'lishi mumkin, i.e. Bu yopiq (izolyatsiyalangan) tizimda modda bilan termodinamik muvozanat holatida bo'lishi mumkin. Termal nurlanishning miqdoriy tavsifi - bu energiya singari spektr zichligi (radiktiv qobiliyat):

energiya sinishi qayerda spektrli zichlik; - to'lqin uzunligidagi tana sirtining birligi qismidan vaqt birligiga elektrota elektromagnit nurlanish energiyasi chiqariladi;

To'ldiriladigan chiroq oraliqlari uchun tana yuznati hududidan issiqlik nurining umumiy kuchining o'ziga xos xususiyati (energiya energiyasining integral energiya):

3.2. Plank formulasi va qora tananing termal nurlanishi

Stefan-Boltzmanning qonuni

1900 yilda samolyot gipotezani, atom osiali energiya uzilmaydi va qismlar - kvantni chiqaradi. Plankning gipotezasiga ko'ra, energiya singari spektral zichligi quyidagi formula bilan belgilanadi:

. (3)

Plank formulasidan, siz energiya singari aks ettirishingiz mumkin. Biz tananing yalmulani yalmulani (3) iborasi (2) dan (2) gacha bo'lgan spektral zichlikning spektrini almashtiramiz:

(4)

Integral (4) hisoblash uchun biz yangi o'zgaruvchini kiritamiz. Bu yerdan; . Formula (4) aqlga aylanadi:

Kabi , energiya yoritgi uchun (5) ibora quyidagi shaklga ega bo'ladi:

. (6)

Nisbati (6) - Stefan-Boltzmanning qonuni, u erda doimiy Stefan boltzmann W / (m 2 dan 4 gacha).

Shunday qilib, Stefan-Boltzmanning ta'rifi:

Mutlaq qora tananing energiya kabi yorqinligi mutlaq haroratning to'rtinchi darajasiga mutanosibdir.

Issiqlik nuri nazariyasida, qora tana modeli bilan bir qatorda, u ko'pincha kulrang tana tushunchasi tomonidan qo'llaniladi. Tana kulrang deb ataladi, agar uning so'rilishi koeffitsienti to'lqin uzunliklari uchun bir xil bo'lsa va sirtning harorati va holatiga bog'liq. Kulrang tanasi uchun Stefan-Boltzmanning qonuni quyidagicha:

issiqlik emitentining radiatsiya koeffitsienti (qora koeffitsient).

· Sharobning birinchi qonuni (sharobni almashtirish huquqi)

Biz xavfsizlikni (3) ekstreumda tekshiramiz. Buning uchun biz spirt uzunligi bo'ylab spektral zichlikning birinchi leyvisini aniqlaymiz va uni nolga tenglashtiramiz.

. (8)

Biz o'zgaruvchini taqdim etamiz. Keyin biz tenglamadan olamiz (8):

. (9)

Umuman olganda transsendental tenglama (9) ketma-ket taxminlar usuli bilan hal qilinadi. Haqiqiy harorat uchun siz (9) tenglama eritmasini topishingiz mumkin. Darhaqiqat, bir vaqtning o'zida, nisbati (9) soddalashtirilgan va shaklni oladi:

qaysi echim bor. Shu sababli

Ketma-ket taxminlar usuli bilan teng darajada aniq echim (9) quyidagi qaramlikka olib keladi:

, (10)

qayerda Mk.

Raqam (10) sharobning birinchi qonunchiligini (qanotni almashtirish qonuni) ta'rifini anglatadi.

To'g'ri tananing o'zgarishi haroratining energiyadagi yoritgichining maksimal spektr zichligiga mos keladigan to'lqin uzunligi.

Qiymat qanot tarafkashlik qonunining nomi edi.

Ikkinchi sharobning qonuni

Biz qiymatni tenglamadan (10) energiya yoritmasining spektr zichligi (3) ifoda etishiga almashtiramiz. Keyin biz maksimal spektr zichligini olamiz:

, (11)

qayerda W / m 2 dan 5 gacha.

R3 (11) dan sharobning ikkinchi qonunchiligini belgilaydi.

Mutlaqli qora tananing energiya sinishi mutlaq haroratining beshinchi darajasiga mutanosib ravishda mutanosiblik.

Qiymati ikkinchi sharobning ikkinchi qonunining nomi edi.

1-rasmda energiya yorqinligining spektr zichligining to'lqin uzunligidan bir oz haroratda tanachaga bog'liqligini ko'rsatadi. Haroratning oshishi bilan, spektral zichlikning echimlari ostida Stefan-Boltzmanning qonunchiligiga muvofiq, haroratning orqa haroratiga muvofiq haroratning to'rtinchi haroratiga mutanosib ravishda ko'payishi kerak Vinolarni almashtirish qonuni va spektral zichlikning maksimal qiymati to'g'ridan-to'g'ri sharobning ikkinchi qonunini oshiradi.

1-rasm

4. asboblar va aksessuarlar. O'rnatish tavsifi

Ushbu ishda turli quvvatli elektr lampalar (25, 60, 75 va 100 va 100 va 100 va 100 vatt) nurli organ sifatida ishlatiladi. Ko'ngil ochgan lampochkalarning oq rangdagi haroratini aniqlash uchun Voltitper xarakteri olib tashlanadi, shundan ko'ra, introvercent ipning statik qarshiligi () ning statistik chidamliligi (harorati hisoblab chiqiladi. 2-rasmda og'riqsiz chiroqning odatiy voltiq voltfelew xarakteri ko'rsatilgan. Ko'rinib turibdiki, past ko'rsatkichlarda hozirgi chiziqli kuchlanishga va muvofiqlashtiruvchilarning kelib chiqishi orqali tegishli to'g'ridan-to'g'ri o'tishlarga bog'liqligini ko'rish mumkin. Hozirgi issiqlik mavzusi qiziydi, chiroqning qarshiligi oshadi va voltitper xarakteristikaning chetidagi burilish chiziqli qaramlikning burilishidan chetga chiqadi. Zamonaviy qarshilikka ega bo'lish uchun ko'proq kuchlanish kerak. Chiroqning monotonik ravishda pasayadi, keyin deyarli doimiy qiymatni oladi va butunlay voltaphearyar xarakteri chiziqli emas. Quvvat sarflangan kuchlar radiatsiya orqali olib tashlanganligini hisobga olsak, formulada chanqoqning qizg'in koeffitsioni yoki doimiy Stefan Boltzmannni aniqlash mumkin:

, (12)

chiroqning filial maydoni qayerda; - qora darajasi; - Doimiy Stefan Boltzmann.

Formuladan (12) dan elektr chiroqining filialining qora koeffitsienti koeffitsientini aniqlash mumkin.

. (13)

2-rasm.

3-rasmda chempionning ettampelegan xususiyatlarini olib tashlash uchun elektr o'rnatish sxemasi ko'rsatilgan, uning harorati, harorati va issiqlik nurlari qonunlarini o'rganishni belgilaydi. 1 va k 2-ga kalitlar elektr asboblarini joriy o'lchash va kuchlanishning kerakli chegaralari bilan ulash uchun mo'ljallangan.

O'zgaruvchan qarshilik 220V tarmog'ining kuchlanishli kuchlanish bilan ulangan potentsiometrik sxema bilan silliq voltli o'zgarishlarni 0 dan 220 V gacha o'zgartirishni ta'minlaydi.

Amaliy ipning haroratining aniqlanishi haroratdan haroratning ma'lum bir bog'liqligiga asoslanadi:

qayerda - 0 0 s gacha bo'lgan yaroqsiz ipning qarshiligi; - volframga chidamliligining harorat koeffitsienti, 1 / Yashasin.

3-rasm.

Xona harorati uchun (14) ifoda yozamiz.

. (15)

(14) ni (15) ifoda etish, biz olamiz:

Bu yerdan biz indikatsiyaning harorati aniqlanamiz:

. (17)

Shunday qilib, xona haroratida oqim bo'lmaganda va oqim oqim paytida ipga chidamliligini bilish oqim haroratini aniqlash mumkin. Ishni bajarish paytida xona haroratida bir raqamli elektr o'lchash moslamasi (sinovdan o'tkazuvchi) va statistik regnabar mavzuga qarshilik oma qonuni bilan hisoblanadi

6. Ishlarni bajarish tartibi

1. Kartrijda qizarish lampochkasini aylantiring va xona haroratida sinov elektr chiroqining ipiga chidamliligini aniqlash uchun raqamli elektr hisoblagichdan foydalanish. O'lchash natijalari 1-jadvalda.

2. Chirindini kartridjga vidalang, chiroqning qiyofasini olib tashlang (kuchlanish oqimining qaramligi). Joriy kuch 2-5 daqiqadan keyin har 5 mln. O'lchash natijalari 1-jadvalda qayd etiladi.

3. Formula (18) va (17) 0 C va K gacha bo'lgan qaramlik va ipni hisoblang.

4. Formula (13) bilan qizg'ish koeffitsientida hisoblang. Natijalar 1-jadvalda yozing.

Qora koeffitsientni hisoblash uchun eksperimental ma'lumotlar

1-jadval

5. 1-jadvalga ko'ra, chiroqli xarakterli chiroq, chidamlilik va harorat va quvvatning qora koeffitsienti qurilishi.

Plank qonuni. Men mutlaqo qora tananing nurlanish intensivligi men va har qanday haqiqiy tanam men to'lqin uzunligiga bog'liq.

Bu bilan mutlaqo qora tana barcha to'lqin uzunligi il \u003d 0 dan l \u003d ー € gacha eydi. Agar u biron bir to'lqin uzunliklari bilan turli xil nur uzunliklarini bir-biridan ajratish va har bir nurning energiyasini o'lchashdir, shundaki, spektrning spektrli boshqacha.

To'lqinlar ortadi, nurlarning energiyasi keskin o'sadi, ma'lum bir uzunlikda to'lqin maksimal darajada bo'ladi, so'ng pasayadi, keyin kamayadi. Bundan tashqari, bir xil to'lqin uzunligining nuri uchun uning energiyasi tananing ko'tarilishi bilan ko'tariladi (11.1-rasm).

Plantane haroratga qarab mutlaqo qora tananing chiqishi intensivligini o'zgartirish qonunini o'rnatdi:

Men sl \u003d c 1 l -5 / (e c / t) - 1), (11.5)

(11.7) tenglamaning (11,7) qonuni va l \u003d 0 dan L \u003d 0 gacha qo'shilish qonuni, mutlaqo qora tananing integral radiatsiyasi (Stiven) ning to'rtinchi darajasiga mutlaqo mutanosibdir (Stefan -Boltzmann qonuni).

E s \u003d c (T / 100) 4, (11,8)

s \u003d 5.67 w / (m 2 * k 4) bilan qayerda - mutlaqo qora tananing nurlanish koeffitsienti

11.1-rasmda. Spektrning yorqin qismiga (0,4-0,8 mk) mos keladigan energiya miqdori integral nurlanish energiyasiga nisbatan juda kam ekanligini ta'kidlash qiyin emas. Faqat quyoshda ~ 6000k, yorug'lik nurlarining energiyasi qora nurlanishning butun energiya energiyasining 50 foizini tashkil qiladi.

Texnikda ishlatiladigan barcha haqiqiy tanalar juda qora rangda emas va shu bilan birga mutlaqo qora tanadan kamroq energiya chiqaradi. Haqiqiy organlarning nurlanishi, shuningdek, to'lqin uzunligiga bog'liq. Qora tananing nurlanish qonunlari uchun haqiqiy organlarga nisbatan qo'llanilishi mumkin, tana va nurlanish tushunchasi joriy etiladi. Radiatsiya ostida qora tananing radiotizatsiyasiga o'xshash bo'lsa, har bir to'lqin uzunligiga o'xshash, har bir to'lqin uzunligi uchun nurlarning intensivligi, har qanday har qanday narsaning doimiy ulushini anglatadi Qora tanasi i s, ya'ni Qarindoshlik bor:

I l / i SL \u003d E \u003d Const. (11.9)

E ning qiymati qora darajaga chaqiriladi. Bu tananing fizik xususiyatlariga bog'liq. Qora jismlarning darajasi har doim biridan kam.

Kirchxoff qonuni. Har bir tana uchun radiatsion va so'rilish qobiliyati bog'liq va to'lqin uzunligiga bog'liq. Turli xil organlar turli xil ma'noga ega E va A. ular orasidagi qaramlik Corch Xonun tomonidan belgilanadi:

E \u003d e s * a yoki E S \u003d E S / A \u003d E S / A \u003d C S * (T / 100) 4. (11.11)

Tananing (E) bo'sh vaqtni tejash qobiliyatiga nisbati (A) O'zgarish qobiliyati (a) o'z-o'zidan bo'lgan barcha organlar uchun tengdir va mutlaqo qora tananing tarqalish qobiliyatiga teng.

Kirchox qonunidan kelib chiqqan holda, agar tananing oz qismi kichik singdirish qobiliyatiga ega bo'lsa, u bir vaqtning o'zida past egilish qobiliyatiga ega bo'ladi (jilolanadi). Maksimal singib ketish qobiliyatiga ega bo'lgan mutlaq qora tana eng katta radiatsion qobiliyatga ega.

Kirxoga qonuni monoxromatik nurlanish uchun yarmarka bo'lib qolmoqda. Tananing nurlanishining intensivligi intensivligi ma'lum bir to'lqin uzunligining nisbati, agar ular bir xil bo'lsa, ular bir xil bo'lsa va ular mutlaqo qora tanalarning chiqishi intensivligiga teng bo'lsa Xuddi shu to'lqin uzunligi va ya'ni Bu faqat to'lqin uzunligi va:

E l / a l \u003d i l / a l \u003d e SL \u003d F (L, t). (11.12)

Shuning uchun, ba'zi to'lqin uzunligida energiyani chiqaradigan tana uni to'lqin uzunligida yutishga qodir. Agar tana spektrning bir qismiga energiyani tortib olmasa, unda spektrning ushbu qismida paydo bo'lmaydi.

Kirchhoff qonunidan, shuningdek, bu tananing qorong'uligi darajasiga ko'ra, empribortion koeffitsientiga bir xil bo'lgan holda evro darajasini oshiradi:

e \u003d i l / i SL \u003d E / E SL \u003d C / C SL \u003d A. (11.13)

Lambert qonuni. Ommaviy nurli energiya turli xil yo'nalishlarda turli xil intensivlik bilan kosmosda tarqaladi. Qonunda lambert qonuni deb nomlangan radiatsiya intensivining qaramligi belgilanadi.

Lambert qonun df 2 elementi yo'nalishi bo'yicha displeyning 1-qismi tomonidan chiqarilgan radion energiya miqdori DQ N normal holatga muvofiq chiqariladigan energiya miqdoriga mutanosibdir. DCning fazoviy burchagi va normal bilan radiatsiya yo'nalishi (11.2-rasm) narxi (11.2-rasm).

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

Binobarin, eng katta miqyos energiya energiyasi radiatsion yuzaga, ya'ni (j \u003d 0) da chiqariladi. J o'sib ulg'ayish darajasi pasayadi va j \u003d 90 ° da nolga teng. Lambert qonuni mutlaqo qora tanalar va diffuz nurlanishi bilan J \u003d 0 - 60 ° da diffuz nurlanishiga to'g'ri keladi.

Uzunli sirtlar uchun, Lambert qonunlari qo'llanilmaydi. Ular uchun J bilan rivojlanib boradigan tomon yo'nalishi yuzaga, normal tomondan ko'proq bo'ladi.