燕山大学机械工程学院传热学项目汇报PPT.pptVIP

《传热学》三级项目演示汇报PPT 项目名称：Q235生锈表面黑度测量 组员名称： 项目简介 一、黑体与黑度 黑体是指能够吸收投射到其表面上的全部辐射热能的物体；实际物体的辐射力与同温度下黑体的辐射力之比称为实际物体的黑度。 二、黑度的测量 为了测量固体表面黑度，首先设计一个已知外表面积的工件，将其放入不存在吸收热辐射介质的空腔内（实验中为真空中的系统），测出换热量，通过调节试件外表面的温度，研究试件表面黑度随温度的变化，再通过对实验数据的分析整理，计算出黑度，通过图像处理，得到固体表面黑度随温度的变化规律，进一步加深了对黑度的认识 项目的意义 本项目结合机械专业及传热学课程特点，以表面黑度的测试为目标，通过理论学习和项目实践，使学生懂得：(1)熟悉物体表面黑度的测试原理；(2)熟练应用三维设计软件对实验试件的设计；(3)分析影响物体表面黑度的因素；(4)了解实验原理，并对实验设备进行拆装，学会使用各种测试仪表进行测试；(5)提高学生的动手能力、理论联系实际能力和团队的协作能力；（6）得到查阅文献、阅读相关技术资料和调查研究能力的训炼；（7）通过研究报告的撰写使学生在科技文献写作方面获得训练；（8）通过PPT讲演稿的撰写和实际答辩过程，使学生在PPT文稿撰写和演讲技术方面获得训练。 实验原理及设备 研究黑度的方法主要有：辐射法、量热计法和正规热工况法，本实验采用辐射法。 一、实验原理 　 当一物体放在另一物体的空腔内，且空腔内不存在吸收热辐射的介质时（如空气），彼此以辐射换热方式进行热交换，其辐射换热量由以下公式计算： （1） 式中 F1——试件外表面积（m2）； 　　　　F2——外壳内表面积（m2）； 　　　　C0——黑体辐射系数，C0=5.67W/m2K4； 　　　　T1、T2——分别为试件外表面和外壳内表面的绝对温度，K； 　　　　ε1、ε2——分别为试件外表面和外壳内表面的黑度。 　　如果F1、F2已知，通过实验测量Q12、T1、T2，根据式（1）试件外表面黑度ε1可由下式算出： （2） 为了研究时间表面黑度ε1随温度T1的变化，必须测量不同温度下的黑度值，从而画出ε1=f(T1)曲线。 二、实验装置及设备 实验设备由黑度测定仪本体及三个系统组成。三个系统分别为 1、 加热系统：包括电加热器、电流表、电压表、调压器、稳压集成块。 2、 真空系统：包括真空泵、真空保持阀、真空表、大气阀以及密封装置。 3)、热电偶测温系统：包括外壳及试件上的热电偶、数显温度表。 本体是由空心圆柱管的试件及外壳组成，试件外径25mm，管长270mm。外壳内径99mm，管长270mm。本实验装置的外壳内表面黑度取ε2=0.6。具体量原理及装置如图所示。 外壳 试件 热电偶 数显温度计 电子调压器 真空泵 真空阀 大气阀 A V 真空表 辐射传热实验装置简图 实验试件测绘的二维图 实验试件照片以及制作的三维图 实验步骤 　1、实验前所有的仪表及测量仪器已经由指导老师连接好，指导老师同意提示开启电源。 2、开启真空泵，打开真空保持阀，使系统中形成 真空。观察真空表，系统中形成真空后可以关闭真空泵。开启加热电源，调整调压旋钮，将电压调到预设初值。 　3、经过一段，观察温度表，待温度基本不变时记 录第一组温度及电加热器的电流电压。改变加热器的电压，待各点温度达到新的稳定状态后，记录第二组数据。 4、重复第4项，然后记录第三组数据 。 　　5、打开通大气阀，使空腔内通大气散热，待温 度降至室温后，拆除工件 　 6、根据初始设定项目目的，对数据进行分析、 整理和归纳，做曲线图分析固体表面黑度随温度 的变化规律。 实验数据及实验结果 材料 序号 U I T1 T2 ε1 V A ℃ ℃ 生 锈 1 16 0.22 65 38 0.9138 2 18 0.25 73 42 0.9705 3 20 0.28 81 43 0.9411 4 22 0.31 90 45 0.9175 5 24 0.33 97 45 0.8893 6 28 0.49 119 45 0.9940 7 30 0.52 129 48 0.9745 8 32 0.58 140 50 0.9889 9 34 0.60 147 52 0.9920 由实验数据可得关系曲线如下 考虑到实验设备系统误差较大，我们小组采用Matlab软件对实验点进行曲线描绘如上图，由上图所示曲线易看出随温度T1的增长，生锈试件表面的黑度在一定范围内有波动，但总体呈先降低后上升的趋势。 为了更好地了解不同试件的表