Читайте также:
|
В процессе испытаний полагается, что мощностью, теряемой нагретым телом (спиралью в вакууме) за счет процесса теплопроводности, в первом приближении можно пренебречь. Данное предположение подтверждается сравнением расчетных значений потерь за счет процессов излучения, теплопередачи, конвекции.
В результате экспериментального определения температуры Т нагретого тела яркостным пирометром с учетом закона Стефана-Больцмана (9.35) можно оценить величину интегральной энергетической светимости (интегральная излучательность) Metс исследуемого (реального) тела:
Metс = e т s Tn, Вт/м2, (9.50)
где n – показатель степени, в идеальном случае n = 4.
Учтем, что мощность Ф (Вт) теплового потока, испускаемого поверхностью серого тела, равна:
Ф = e т s(T n – T 0 n) S = S e т s T n – S e т s T 0 n, Вт, (9.51)
где S - излучаемая поверхность, м2, T 0 – температура окружающей среды, K.
Первое слагаемое e т s ST n = MеTS – определяет ту часть мощности потока, которая излучается поверхностью тела, второе eтs ST 0 n – определяет часть мощности потока, которая поглощается всей поверхностью тела за счет среды.
Поскольку в результате нагрева тело имеет фиксированную температуру Т (стационарное термическое состояние), то очевидна компенсация ″уходящей″ мощности Ф за счет подводимой активной электрической мощности Р а, связанной с джоулевским разогревом нити током I при напряжении U. C учетом баланса мощностей в равновесном режиме имеем:
Ф = h P а = h IU,(9.52)
где h < 1 – коэффициент, учитывающий, что часть электрической мощности не переходит в тепловое излучение, но ″теряется″ за счет процесса теплопроводности (через воздух, металлические контакты и т.п.).
Следовательно,
Ф = h P а = h IU = eтs(T n - T 0 n) S. (9.53)
Соотношение (9.53) позволяет рассчитать значение интегрального коэффициента поглощения следующим образом. В реальных условиях значение Т n >> T 0 n (сравним: 10004 = 1012 >> 3004 = 8,1·109), поэтому можно записать
Ф = h P = h IU ≈ e т s T nS. (9.54)
Логарифмируя выражение (9.54) получаем:
lnФ = ln(e т тs S) + n ln T. (9.55)
На основе экспериментальных данных можно построить график в двойных логарифмических координатах lnФ(ln T) (рис. 9.3, а) и расчетным путем получить средние значения e т и n:
n ср = DlnФ/Dln T;(9.56)
e т ср= edlnФ/s S, (9.57)
где величина dlnФопределяется графически путем экстраполяции линии тренда функции lnФ(ln T) к оси ординат (рис. 9.2, а).
а) б)
Рис. 9.2. Определение значений n и e т
Заметим, что обработка зависимости ln P (ln T) с помощью пакета Excel позволяет с помощью линии тренда определить не только значение n ср, но и параметр dlnФ = ln(e т тs S).
Погрешность эксперимента оценивается путем варьирования линии тренда (рис. 9.2, б) и расчета погрешности D n и De т постоянных n иe т, так что результат записывается в виде: n = n ср ± D n;e т ср = e т ± De т.
Дата добавления: 2015-07-17; просмотров: 21319 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Оценка температуры яркостным пирометром | | | Описание конструкции и схемы пирометра |