Кожне тіло здатне не тільки випромінювати, але і відбивати, поглинати і пропускати через себе падаючі промені від іншого тіла. Позначив загальну кількість енергії випромінювання, що падає на тіло, через Q, можна написати таку рівність: Q = Q_А + Q_R + Q_Д або А + R + Д = 1. Розмір А є вбираюча спроможність ; R - відбивна спроможність; Д - пропускна спроможність. Розміри А, R, Д відповідно рівні: А = Q_А / Q; R = Q _R / Q; Д = Q_д / Q.

Для більшості твердих тіл, практично пропускаючих не через себе променисту енергію, можна записати А + R = 1, Д = 0. Тіло, що поглинає всі падаючі на нього промені, тобто А =1, R = 0 і Д = 0, називають абсолютно чорним. Тіло, що відбиває всі падаючі на нього промені, називають абсолютно білим, тобто R = 1, А = 0, Д = 0. При Д = 1, А = 0 і R = 0 тіло абсолютно прозоро для теплових променів. У природі абсолютно чорних, білих і прозорих тіл не існує, проте, поняття про неї є дуже важливим для порівняння з реальними тілами.

Кількість тепла, передана випромінюванням від одного тіла до іншого, у загальному випадку визначите за формулою

(8.1 )

де С_пр - приведений коефіцієнт випромінювання, що залежить від коефіцієнтів обох тіл, Вт / (м². К⁴);

Н_еф - ефективна променесприймаюча поверхня, що залежить від розмірів, геометричної форми і взаємного розташування тіл, м²;

Т₁ і Т₂ - абсолютні температури тіл, К.

Приведений коефіцієнт випромінювання обчислите по формулі

, (8. 2)

де С₁, С₂, С_о - коефіцієнти випромінювання першого, другого й абсолютно чорного тіла; Н₁, Н₂ - поверхні тел.

Коефіцієнт випромінювання будь-якого реального (сірого) тіла пов'язаний із коефіцієнтом випромінювання абсолютно чорного тіла співвідношенням

С = ε С_о, відкіля ε = . (8.3 )

Коефіцієнт ε називають ступенем чорнуватості тіла, що дорівнює відношенню коефіцієнти випромінювання даного тіла до коефіцієнта випромінювання абсолютно чорного тіла, тобто характеризує випромінювальну спроможність аналізованого тіла стосовно випромінювальної спроможності абсолютно чорного тіла: ε = Е / Е_о.

Коефіцієнт випромінювання характеризує інтенсивність передачі тепла випромінюванням, чисельне значення котрого дорівнює кількості тепла, що випромінюється з одиниці поверхні тіла (1 м² ) в одиницю часу (1 с) і при різниці в четвертому ступені абсолютних температур поверхні тіл (між якими відбувається променистий теплообмін) в один градус. Відповідно до закону Кирхгофа, чим більше вбираюча спроможність тіла, тим більше його випромінювальна спроможність. Тому абсолютно чорне тіло має максимальне значення коефіцієнта випромінювання ( С = 5.67 Вт / м². К⁴ ) або для абсолютно чорного тіла ε = 1, а для абсолютно білого тіла С = 0 і ε = 0. У загальному випадку 0 < С < 5.67, 0 < ε < 1.

8. 2 Методика проведення експерименту

---

Опити проводьте на установці, схема якої приведена на рис. 8.1 у такій послідовності.

1. Перед початком експерименту вивчите схему опитної установки і після одержання допуску до роботи приступите до експериментів.

2. Включите вакуум-насос і викачайте повітря зі скляного ковпака. Стежите по манометру за тиском у ковпаку.

3. Після установлення вакууму в ковпаку включите в мережу електричний нагрівач і доможіться встановлення стаціонарного режиму (тривалість нагрівання повинна бути не менше 20 хвилин).

4. Зробіть необхідні виміри: сили току і напруги - по амперметру і вольтметру, ЕДС термопар - по мілівольтметру.

5. Результати вимірів занесіть у таблицю 8.1.

Таблиця 8.1 - Результати вимірів

Розмір	d1	d2	L	H1	RT	RМ	tхс	J	V	Q
Одиниця виміру	м	м	м	м2	Ом	Ом	оС	А	В	Вт	мВ
№ п / п	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Розрахункові значення розмірів
Розмір	Е1	t1	Т1		Е2	t2	T2	Cпр	С	ε	-
Одиниця виміру	м	оС	К	м	м	оС	К			-
№ п / п	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22
Розрахункові значення розмірів

1, 2- сталеві труби різного діаметра; 3 - електричний нагрівач;

4 - амперметр; 5 - вольтметр; 6 - термопари; 7 - мілівольтметр;

8 - перемикач; 9 - скляний ковпак; 10 - вакуумнасос; 11 – манометр;

12 - термостат

Рисунок 8.1 - Схема експериментальної установки

8. 3 Методика опрацювання опитних даних

Кількість тепла, що виділяється нагрівачем і минуще через бічну поверхню внутрішньої трубки, приймайте рівним потужності нагрівача і визначите за формулою

Q = J · V, (8.4)

де J - сила току, А;

V - напруга, В.

Приведений коефіцієнт випромінювання визначите за формулою

, (8.5)

де Н₁ - бічна поверхня внутрішньої трубки , м²;

Т₁ і Т₂ – абсолютні температури стінки внутрішньої і зовнішньої трубок, К.

Температури стінки знайдіть по рівняннях:

Т_ст = t _ст + 273 К ; t _ст = а Е + t _хс ; Е = ( 1 + R_Т / R_М ),

де - ЕДС термопар по (мілівольтметру), м;

R_М і R_Т - опір мілівольтметра і термопар, Ом;

а - тарувальний коефіцієнт термопари, а = 23,5 К/(м·В);

t _хс - температура холодних спаїв термопар, прийняти рівній температурі навколишнього повітря, ^оС.

Обчислите тепловіддаючу поверхню внутрішньої трубки

Н₁ = π d₁ L₁,

де d₁ - діаметр внутрішньої трубки, м;

L₁ - довжина трубки, м.

---

Коефіцієнт випромінювання визначите за формулою

. (8.6)

Формулу (8.6) одержують із формули (8.2) при допущенні, що С₁ =

= С₂ = С, тому що матеріал трубок і стан їх поверхонь однакові, крім цього L₁ = L₂. Ступінь чорнуватості знайдіть із співвідношення (8. 3)

ε = С / С_о. Значення розмірів R_М, R_Т, d₁, d₂ і L приймайте за указівкою викладача. Результати розрахунків занесіть у таблицю. Зіставте результати розрахунків по визначенню С и ε зі довідковими даними з літературних джерел.

8.4 Вимоги до звіту

Звіт повинний містити:

1. Титульний лист по установленій формі.

2. Назва і ціль роботи.

3. Схему досвідченої установки і стислий її опис.

4. Основні теоретичні положення.

5. Розрахункові формули, результати вимірів і розрахункових даних (у виді таблиці) .

6. Висновки про роботу.

Контрольні питання

1. Дайте стислу характеристику променистого теплообміну.

2. Яка різниця між випромінюванням і поглинанням променистої енергії твердим і газоподібним тілами?

3. Від чого залежить кількість енергії випромінювання?

4. Які тіла називають абсолютно чорними, білими і прозорими?

5. Що таке вбираюча, відбивна і пропускна спроможність тіла?

6. Як визначається кількість тепла, переданого випромінюванням від одного тіла до іншого в загальному виді?

7. Напишіть вираження для визначення приведеного коефіцієнта випромінювання (для випадку променистого теплообміну між двома тілами).

8. Дайте визначення коефіцієнта випромінювання.

9. Як визначається ступінь чорнуватості тіла і від яких чинників залежить її розмір?

рЕКОМЕНДована ЛІТЕРАТУРА

1 Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы / В.П Преображенский. – М.: Энергия, 1978. – 702 с.

2 Тепло - и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник / Е.В. Аметистов, В.А. Григорьєв, Б.Т. Ельцев и др. – М.: Энергоиздат, 1982. – 512 с.

3 Кирилин В.А. и др. Техническая термодинамика / В.А. Кирилин,

В.В. Сычев, А.Е. Шейндлин. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 416 с.

4 Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача / В.В. Нащокин. – М.: Высшая школа, 1980. – 469 с.

5 Исаченко В.П. и др. Теплопередача /В.П. Исаченко, В.А.Осипова, А.С. Сукомел. – М.: Энергоиздат, 1981. – 417 с.

---

Смотрите также файлы

• ЛЕКЦИИ ПО ИСТОРИИ ПЕДАГОГИКИ.docx

• ОСНОВИ АУДИТУ.doc

• методичні вказівки основи аудиту.doc

• Задание_У (РГР_ГО).doc

• оборудование и инструмент.doc