1、中温辐射时物体黑度测试实验报告1、实验目的（1）用比较法定性测量中温辐射时物体的黑度。（2）通过理论计算的推导，巩固辐射换热的主要知识点。2、实验原理确定物理黑度的辐射法是一种比较法，其基本原理为在相同的条件下比较一个辐射吸收面对被测试样和已知黑度的标准试样热辐射能的大小，从而求出被测试样的黑度。物体表面的黑度是一个物性参数，其值取决于物体的性质（种类） 、表面温度和表面状况。各种实际物体的黑度大小不一，具体数值由实验确定。如图 1 所示，在由 3 个物体组成的封闭系统中，利用净辐射法，可以求得物体 3 的净辐射换热量，进而求出待测物体的黑度。物体 3 的净辐射换热量按下式计算（W）33,22
2、,13 AEXAEbbb）（图 1 封闭系统 其中 ；又根1,23,2,1,331, 据 1.热源； 2.传导腔体；3.待测物体（受体） 角系数的互换性有 ，则2,3,2XA（W/m 2）)(/ 32,13,133 bbbEXEAq由于待测物体 3 在冷却时，与环境主要以自然对流方式换热，因此有（W/m 2）)(3fthq式中： 为对流换热系数， ； 为待测物体表面温度，； 为环h）（ K/W2m3t ft境温度，。由以上两式可得 32,13,13)(bbbfEXEth当热源 1 和传导腔体的表面温度一致时， ，并考虑到热源 1、传导腔21b体 2、待测物体 3 为封闭系统，则 ；因此，上式可
3、写成,3,）（ )()(431313TthEtbfbf式中： 为黑体辐射常数， ； 为黑体热力学温度，b/067.5428-KmWb。K根据上述方法，取待测物体 a 和黑体 b ，若 ，则由上式得）（ 1bah4313abfbaTt上式即为比较法测黑度时的计算公式。3、实验装置及其规范黑度实验装置1、2 、4 、10 、11 、12、13. 功能健 3. 显示屏 5. 导轨 6. 热源 7. 传导腔体 8. 待测物体（受体） 9. 导轨支架 14.电源开关规范：（1）仪器上限温度为 85，实验时设定温度值最高不超过 80。（2）当黑体 b 表面有划痕时，要重新熏黑。（3）在拆卸待测物体时，先拧
4、松热电偶测头固定螺栓，再拔下热电偶，最后拧开导轨上固定待测物体的螺栓并取下。安装时逆向操作。（4）同一台仪器先后两次测量（a、b ） ，必须是相同的设定温度（即温度设定只进行一次） ，否则实验数据无效。（5）绝对不许拆卸热源。4、实验步骤（1）检查热源和传导腔体是否为无缝连接，否则重新对正连接。把待测物体 a 和传导腔体对正靠近并紧固，并在两者之间插入石棉板隔热。（2）接通 220V 交流电源，打开测量箱上的电源开关，仪器便开始加热。（3）拔出温度设定旋钮（此时发出“嘟嘟”声） ，等显示器上出现提示后调节至所需稳定温度，然后按下此按钮（“嘟嘟”声消失） 。（4）按测量箱上的“手动”健，小屏幕上
5、将分别显示各测点温度值，不断按此健，直至同时显示所有测点温度。（5）观察小屏幕上各点温度，热源、传导 1、传导 2 三点温度都恒定在设定温度值时，取下石模板，重新把待测物体 a 和传导腔体对正靠近并紧固。（6）打开导轨支架上的时间显示器，同时观察各点温度。当受体温度变化较慢时，每隔 35min 记录一次数据（4 个测点温度） ，直至受体温度相对稳定，把最终三组数据对应填入数据记录表中。（7）关闭测量箱上的开关及 220V 交流电源开关，取下待测物体 a，装上黑体 b，重复步骤（ 1） 、 （ 2） 、 （4） 、 （5） 、 （6） 。（8）关闭测量箱上的开关及总电源开关，实验结束。5、实验数
6、据记录与处理黑度实验数据记录表单位 序号 热源温度 传导 1 温度 传导 2 温度受体温度（光面a）环境温度1 60.4 60.6 60.5 33.62 60.6 60.4 60.6 33.8（）t3 60.7 60.6 60.4 33.927.6平均（） 60.57 60.53 60.5 33.77单位 序号 热源温度 传导 1 温度 传导 2 温度受体温度（黑面b）环境温度1 60.0 60.1 60.4 42.12 60.1 60.2 59.7 42.2（）t3 60.2 60.4 60.4 42.327.6平均（） 60.1 60.23 60.17 42.26、问题讨论1.什么是黑度？实际物体表面的黑度大小取决于哪些因素？2.何谓灰体？实际物体在什么的条件下可以看作灰体？答：1.在同一温度下，实际物体的辐射能力与黑体的辐射能力之比，定义为灰体的黑度。影响固体表面黑度的主要因素有：物体的性质即物体的种类、表面温度和表面状况。2.灰体是指吸收比为小于 1 的常数的物体，且吸收比是不随投射辐射的波长而变化的常数。
