1、傳熱學三級項目演示匯報PPT項目名稱：Q235生銹表面黑度測量組員名稱： 項目簡介一、黑體與黑度 黑體是指能夠吸收投射到其表面上的全部輻射熱能的物體；實際物體的輻射力與同溫度下黑體的輻射力之比稱為實際物體的黑度。二、黑度的測量 為了測量固體表面黑度，首先設計一個已知外表面積的工件，將其放入不存在吸收熱輻射介質的空腔內（實驗中為真空中的系統），測出換熱量，通過調節試件外表面的溫度，研究試件表面黑度隨溫度的變化，再通過對實驗數據的分析整理，計算出黑度，通過圖像處理，得到固體表面黑度隨溫度的變化規律，進一步加深了對黑度的認識項目的意義 本項目結合機械專業及傳熱學課程特點，以表面黑度的測試為目標，通過

2、理論學習和項目實踐，使學生懂得：(1)熟悉物體表面黑度的測試原理；(2)熟練應用三維設計軟件對實驗試件的設計；(3)分析影響物體表面黑度的因素；(4)了解實驗原理，并對實驗設備進行拆裝，學會使用各種測試儀表進行測試；(5)提高學生的動手能力、理論聯系實際能力和團隊的協作能力；（6）得到查閱文獻、閱讀相關技術資料和調查研究能力的訓煉；（7）通過研究報告的撰寫使學生在科技文獻寫作方面獲得訓練；（8）通過PPT講演稿的撰寫和實際答辯過程，使學生在PPT文稿撰寫和演講技術方面獲得訓練。實驗原理及設備 研究黑度的方法主要有：輻射法、量熱計法和正規熱工況法，本實驗采用輻射法。一、實驗原理 當一物體放在另一

3、物體的空腔內，且空腔內不存在吸收熱輻射的介質時（如空氣），彼此以輻射換熱方式進行熱交換，其輻射換熱量由以下公式計算： （1） 式中 F1試件外表面積（m2）；F2外殼內表面積（m2）；C0黑體輻射系數，C0=5.67W/m2K4；T1、T2分別為試件外表面和外殼內表面的絕對溫度，K；1、2分別為試件外表面和外殼內表面的黑度。如果F1、F2已知，通過實驗測量Q12、T1、T2，根據式（1）試件外表面黑度1可由下式算出：（2） 為了研究時間表面黑度1隨溫度T1的變化，必須測量不同溫度下的黑度值，從而畫出1=f(T1)曲線。二、實驗裝置及設備實驗設備由黑度測定儀本體及三個系統組成。三個系統分別為1、

4、 加熱系統：包括電加熱器、電流表、電壓表、調壓器、穩壓集成塊。2、 真空系統：包括真空泵、真空保持閥、真空表、大氣閥以及密封裝置。3)、熱電偶測溫系統：包括外殼及試件上的熱電偶、數顯溫度表。 本體是由空心圓柱管的試件及外殼組成，試件外徑25mm，管長270mm。外殼內徑99mm，管長270mm。本實驗裝置的外殼內表面黑度取2=0.6。具體量原理及裝置如圖所示。外殼試件熱電偶數顯溫度計電子調壓器真空泵真空閥大氣閥AV真空表 輻射傳熱實驗裝置簡圖實驗試件測繪的二維圖實驗試件照片以及制作的三維圖實驗步驟1、實驗前所有的儀表及測量儀器已經由指導老師連接好，指導老師同意提示開啟電源。 2、開啟真空泵，打

5、開真空保持閥，使系統中形成 真空。觀察真空表，系統中形成真空后可以關閉真空泵。開啟加熱電源，調整調壓旋鈕，將電壓調到預設初值。3、經過一段，觀察溫度表，待溫度基本不變時記 錄第一組溫度及電加熱器的電流電壓。改變加熱器的電壓，待各點溫度達到新的穩定狀態后，記錄第二組數據。 4、重復第4項，然后記錄第三組數據 。5、打開通大氣閥，使空腔內通大氣散熱，待溫 度降至室溫后，拆除工件 6、根據初始設定項目目的，對數據進行分析、 整理和歸納，做曲線圖分析固體表面黑度隨溫度 的變化規律。實驗數據及實驗結果材料序號UIT1T21VA生 銹1160.2265380.91382180.2573420.970532

6、00.2881430.94114220.3190450.91755240.3397450.88936280.49119450.99407300.52129480.97458320.58140500.98899340.60147520.9920由實驗數據可得關系曲線如下考慮到實驗設備系統誤差較大，我們小組采用Matlab軟件對實驗點進行曲線描繪如上圖，由上圖所示曲線易看出隨溫度T1的增長，生銹試件表面的黑度在一定范圍內有波動，但總體呈先降低后上升的趨勢。為了更好地了解不同試件的表面黑度，我們從其他小組那里獲得了其他小組的實驗數據，并對其他小組的數據進行了處理如下，并對比這四種不同試件黑度與表面溫

7、度的關系材料序號UIT1T21VA普 通1160.2261290.82180.2573310.723200.2883330.714220.3193350.715240.35101350.746260.37100370.917280.40115420.828300.43123440.849320.45138470.74材料序號UIT1T21VA黑化1160.2457380.852180.2667400.763200.3075460.884220.3277440.935240.3696480.766260.3695460.827280.41117500.688300.41116480.739320

8、.45133510.67材料序號UIT1T21VA鍍鉻 1160.2268410.88572180.2462290.97923200.2891430.68534220.3091340.70885240.34114450.61386260.36118390.61897280.40136470.58518300.41145440.54719320.44156440.5374通過分析各組的數據，我們了解到在溫度不斷增加的同時，試件表面的黑度值在一定范圍內有波動，但總體都呈先減小后增大的趨勢心得與體會在實驗過程中，我們認識到，實驗過程中的每一個因素都會影響到最終的實驗結果，比如這次實驗中的儀器絕對真空

9、的保持，加熱系統電壓電流的穩定，以及等待足夠的時間以使系統達到穩態等等，以上所有的這些都會使實驗產生一定的誤差，甚至是使實驗錯誤，達不到預期的效果，而我們在實驗過程中嚴格按照試驗規程操作，盡量減少了這方面的誤差，取得了較為滿意的結果。 在進行實驗后的數據處理工作時，我們經過了多次嚴密的計算，并與已有的實驗數據變化趨勢進行比較，發現我們的數據中其中一組數據存在明顯的不合理性，影響到了實驗整體的精確度，所以經過討論，我們舍棄了這一組數據，使不同溫度下黑度的變化規律更加符合預期。 通過對上述幾種試件表面經不同方式處理后得到的黑度隨時間變化關系的分析，并且得到了黑度隨溫度變化的曲線描繪圖，加上整個實驗過程，不但使我們鞏固了學習的輻射換熱理論，而且還掌握了用真空輻射法測定固體表面黑度的實驗方法。實驗過程中我們小組明確分工，每個人記錄幾組數據，最后統一處理。同時作項目時有人負責測繪，有人負責處理數據，有人負責作PPT等，有序而高效的完成了整個實驗過程，提高了團隊協作能力.實驗過程中需要我們對儀器進行操作，拆裝試件，對試件進行測繪等，這提高了我們的動手能力。總之，在這次實驗中我們鞏固了課本上的理論知識，學