best365英国体育在线铂丝表面黑度测定仪工作原理操作步骤
基于热辐射理论中的斯特藩-玻尔兹曼定律工作,通过测量铂丝在真空环境中的加热功率、温度及环境参数,反算其表面黑度(发射率)。黑度定义为实际物体与同温度黑体的辐射力之比,是描述表面辐射特性的关键参数。
工作原理
仪器在真空腔内对铂丝通电加热,通过电功率(电压V与电流I的乘积)提供热量。铂丝的表面温度通过电阻法测定,利用铂丝电阻随温度变化的线性关系计算温度值,公式为 ( t_1 = \frac{R_t - R_0}{\alpha R_0} ),其中 ( R_0 ) 为0℃时的电阻,( R_t ) 为温度t时的电阻,( \alpha ) 为电阻温度系数。
1 实际辐射换热量需扣除端部导热损失,计算公式为 ( \Phi_ = IV - B(t_1 - t_2) ),其中B为经验系数,( t_1 ) 和 ( t_2 ) 分别为铂丝和环境温度。
1 黑度ε₁由辐射换热公式 ( \Phi_ = A_1 \varepsilon_1 \sigma (T_1^4 - T_2^4) ) 反推,其中A₁为铂丝表面积,σ为斯特藩-玻尔兹曼常数(5.67×10⁻⁸ W/m²·K⁴),T₁和T₂为温度。
操作步骤
设备连接与调试:按图连接稳压电源、电流表、电位差计等仪表,根据操作规程进行调试。
温度控制与数据记录:调节电源使铂丝电流和电压达到设定值,待温度稳定后记录电压、电流及出口水温(用于推算环境温度)。重复多组温度点测量。
数据处理:计算铂丝电阻、温度及辐射换热量,利用公式反算黑度,绘制黑度-温度曲线分析变化规律。
关键参数与注意事项
温度范围通常为100–500℃,控温精度可达±0.1℃。
系统误差主要源于端部导热损失的简化假设及表面积比的近似,需通过经验系数B修正。
操作时需确保冷却水温度稳定,读数前等待温度计示数平衡,避免电流超过安全限值