Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982) (1062114), страница 135
Текст из файла (страница 135)
следуемого ооразца 1 вт— о,(Т4 — т4) Р, — — — — 1 ()... Р,~, (9. 67) где Оичл определяют по мощности электри.. ческого нагревателя. Метод прозалоки Метод удобен для исследования коэффициентов теплового излучения металлов. Образец, изготовленный в анде проволоки, имеющей поверхность Ри располагают внутри вакуумной камеры, поверхность которой Рзл Рь так что отношение Р~/РзюО.
В этом случае формула (9.67) упрощаетси: е! — — (4 „7'( ао '(Т! — Тз) Р,|. (9.68) Температура проволоки может быть вычислена по ее электрическому сопротивлению. Это требует предварительной градуировки сопротивления проволоки в зависимости от температуры. Эят. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Метод, основанный ка измерении истин. иой и яркосгкой температуры. Этот метод особенно широко используется в видимой части спектра.
В соответствии с методом с помощью пирометра измеряют две температуры поверхности — яркостную Т„р, (см. равд, 7) и истинную Тис — в монохроматическом свете с длиной волны ), Спектральный коэффициент теплового излучения вх определяют по формуле с / 1 !п в = — ] — — — ), (9.69) Х йа ],т„ст т„„„* где с = 1,438.10 ' м.К вЂ” вторая постоянная Планка; )ы — длина волны пропускания пирометрического фильтра; определяемая экспериментально. Б (8!] вх вольфрама измерялся на трубчатом образце диаметром 0,1 мм. Температура внутренней поверхности принималась за температуру абсолютво черного тела Тисы температура внешней поверхности — за Т„г,. Метод сравнения Коэффициент теплового излучения определяют путем сравнения энергии излучения исследуемого тела и зта. лонного, коэффициент теплового излучения которого при данной температуре хорошо известен, Метод справедлив при условиях идентичности температур поверхностей сравниваемых образцов и достоверности данных о коэффициенте теплового излучения эталона.
Бо всем остальном он подобен радианиониому методу, описанному выше (79]. Метод отражения. Предназначен для определения спектральяого коэффициента направленного теплового излучения зеркально отражающих поверхностей, На основе закона Кирхгофа для непрозрачных тел вь —— 1 — )7х, (9.70) где )7х — коэффициент отражения, кото. рый определяют путем сравнения монохроматических яркостей падающего и отраженного от поверхности лучистых потоков (ес- ли измерения выполняются при высоких температурах, то из отраженного потока нужно исключить собственное излучение образца при данной длине волны): )ух —— (Вьз — Вх! )/Вхз ! (9. 71) здесь Вьз — спектральная монохроматическая яркость источника в отраженном свете; Вхз — спектральная яркость источника света; Вх! — собственная спектральная яркость ббразпа, связанная с его тепловым излучением (значения Вь можно 462 Экспериментальное определение геплоф»зи»вских свойств Равд..
9 'определить с помощью оптического пирометра). Для определенчя спектрального коэффициента теплового излучения необходимо коэффициент направленного теплового излучения ех, полученный при раЗличных углах падения Ч>, проинтегрировать по всем углам полусферы. Использование этого метода затруднено при высоких температурах. Значение Вх становится большим, и резко возрастает погрешность определения разности Вхз— Вы 9.7. ОСОБЕННОСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ' 9,7.!. СОЗДАИИЕ И ПОДДЕРЖАНИЕ НИЗКИХ темпеРАтуР Метод смешения льда с разине»ьио» солями. Является одним из простейших методов создания и поддержания умеренно низких температур (до — 50' С).
Так, при смешении 100 г льда с 30 г хлористого калия достигается температура 263 К, при смешении с ЗЗ г хлористого натрия — температура 252 К, при смешении с 200 г хлористого кальция — 238 К, Уменьшая укааанные количества, можно получить более высокие температуры. Смеси льда с солями помещают в сосуд Дьюара, в который одновременно может быть помещен исследуемый объект. Обычно необходимая отрицательная температура поддерживается за счет помещения рабочего участка в сосуд с охлаждающей смесью и использования электрического нагревателя малой мощности с регулятором температуры. Метод фазовьох переходов. Фазовые переходы — нлавление, парообразование, сублимация — протекают при неизменной температуре, если давление остается постоянным. Реализуя в криостате тот или иной процесс, можно получить неизменные во времени низкие температуры. Сублимация твердой углекислоты при атмосферном давлении позволяет получить температуру 194,65 К.
Нормальные температуры кипения равны, К: азота 77,35, нормального водорода 20,28, гелия 4,2!. Более низкие температуры с помощью этих веществ можно получить, понизив давление парообразовання и откачав пар из парового объема над жидкостью. Эти способы понижения температур широко используют в лабораторной практике. Возможно получение низких температур с использованием криогидратоа — водных растворов некото- ' Способы создания и поддержания средних и Высоких температур см, в равд.б. Методы измерения высоких температур— см.
и. 7."жйл 7.2.5. рых солей, щелочей или кислот. Растворы предварнтельно замораживают. Таяние такого раствора происходит прн примерно постоянной температуре. В случае эвтектического состава крногидрата температуры пря плавлении остаются строго постоянными [1). Так, например, раствор хлористого цинка в воде с массовой концентрацией 51о(о имеет температуру плавления 211 К. Аппараты, с помощью которых термостатируются объекты исследования прв низких температурах (ниже 273 К), называются криостатами. Крностат для поддержания гелиевых температур (4 — 5 К) сооружается из нескольких сосудов Дыбара, вставленных один в другой. Во внутреннем сосуде Дьюара находится >кядкий гелий, который за счет тенлопритоков испаряется Гслневый сосуд размещен внутри сосуда Дьюара с жидким азотом, который в свою очередь тщательно изолирован.
Экспериментальная установка, погружаемая в такой криостат, должна обеспечивать мвпнмальные теплопрнтокн в сосуд с жидким гелием. Длн этого все коммуникации, соединяющие холодную часть установки с внешнимн системами, и все элементы креплений должны быть выполнены из малотеплопроводящих материалов с минимальным поперечным сечением Для увеличения термического сопротивления все силовые и измерительные токовводы скручивают в спирали. Принимаются меры для подавления конвекции и уменьшения лучистых теплопритоков. 9.7.7.
измеРенне нмзких темпеРАтуР Платиновые термометры сопротивления [83). Обычно используются при температурах ие ниже 77 К. Особые требования предъявляются к чистоте платины Показателелл чистоты платины является отношение ((~оо()со, где Н>оо >и )7о — сопротивления проволоки при температуре 373,!5 К и 273,15 К соответственно. Для изготовления термометров применяют платину, у которой это отношение не менее 1,3920. Широко распространены термометры с отношением 1,3925.
1!редельное значение отношения 1,3929. Иногда платиновые термометры сопротивления применяют для измерения температуры в интервале !Π— 90 К. Такие термометры обычно запаяны в ампулу из кварца, внутрь которой введен гелий для улучшения теплообмена. Сопротивление таких термометров составляет около 100 Ом. Платиновые термометры сопротивления являются наилучшими из термометров такого типа (сч. также и. 7.2.3).
Полупроводниковые термометры. Получили распространение в последние годы. Зависимость сопротивления полупроводника от температуры описывается с некоторым приближением выражением З Нт- — -Н е г (9.72) Таблица 9.1 Основные данные наиболее распространенных терморезисторав (84) Двпустямвя мощ- яссть ряссвявяя, мнт темвервтуряыа козф- фяявевт саяротя». лвявя 1/К Номяявльяое саяротввлввяе, «Ом Рвбвзвя диапазон тсю вгвзз'в.
и Размеры (бвз вмввдвв), ми тяя тврморв- звсюрв вря г=-зоо, К яря т=. тмакс' К О6Х2,5 О6Х2,5 О осм2 О 49 Х 38 ОЗХ2,5 О2Х2 0,3 — 22 1, 5 — 2200 3,3 †22 0,033 †,33 1,5 — 3,3 0,02 — 0,15 1 — 1Π†(0,042 †,07) †(0,022 †,05) †(О;024 †,04) †(0,03 — 0,045) — (0,03 — 0,04) +0,02 +0,0!5 213 — !73 213 †5 2!3 — 57.1 213 — 373 173 †3 253 —.473 213 — 393 СТ1-17 СТ1-18 СТ1-19 СТЗ-17 СТЗ-25 СТ5-1 СТ6-ЗБ 500 45* 60в 500 8 ! 600 200 0,1 0,03 0,05 0,2 0,01 " Пря Т ЛЗЗ К.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
