laminar rejim uchun

T
6-jadval

T (46) quruq havoning termal va fizik parametrlari

101,3 10³ Pa bosimda

turbulent rejim uchun

Qayerda λ m- gazning issiqlik o'tkazuvchanligi, havo uchun qiymat jadvaldan tanlanishi mumkin. 6; N i- tana sirtining yo'nalishini hisobga olgan holda koeffitsient:

8. Issiqlik o'tkazuvchanligini aniqlang σ korpusning yuzasi o'rtasida va

O muhit:

Qayerda S n, S V, S b - mos ravishda blok korpusining pastki, yuqori va yon sirtlarining joylari;

S n = S= ichida L 1 · L 2 ;S b = 2 L 3 (L 1 +L 2).

Issiqlikni yanada samarali olib tashlash uchun ko'pincha qanotli sirtli IVEP bloklari qo'llaniladi. Agar dizaynerga ushbu turdagi ikkilamchi elektr ta'minoti bloki uchun issiqlik hisobini o'tkazish vazifasi qo'yilgan bo'lsa, u qo'shimcha ravishda qanotning samarali issiqlik uzatish koeffitsientini aniqlashi kerak. i th yuzasi, qaysi qanotlari dizayni va uy-joy nisbatan qizib ketishi bog'liq muhit. a ef i radiatorlarni hisoblash bilan bir xil tarzda aniqlanadi (radiatorlarni hisoblash, 5.5-bandga qarang).

Samarali issiqlik uzatish koeffitsienti a eff i ni aniqlagandan so'ng, butun tananing issiqlik o'tkazuvchanligini hisoblashga o'ting. σ k, bu to'siqsiz o'tkazuvchanliklarning yig'indisidan iborat σ 0 gacha va qanotli σ k p yuzalar:

G
de σ 0 ga qadar (47) formuladan foydalangan holda hisoblanadi, lekin qovurg'ali sirtni hisobga olmagan holda;

G
de S pi - qovurg'ali sirt asosining maydoni; N i - bu sirtning yo'nalishini hisobga oladigan koeffitsient.

9. IVEP blokining korpusining haddan tashqari qizib ketishini ikkinchi taxminiylikda hisoblaymiz θ k0:

G
de TO KP - blok korpusining teshilishiga qarab koeffitsient TO P; TO N1 - atrof-muhitning atmosfera bosimini hisobga olgan holda koeffitsient.

Koeffitsientni aniqlashingiz mumkin bo'lgan grafik TO H1, rasmda ko'rsatilgan. 9 va koeffitsient TO Shakldagi CP. 14.

Teshilish koeffitsienti (11) - (13) va shaklda ko'rsatilgan grafik bilan aniqlanadi. 8.

10. Hisoblash xatosini aniqlang:

E
Agar d ≤ 0,1 bo'lsa, u holda hisob-kitobni to'liq deb hisoblash mumkin. Aks holda, boshqa qiymat uchun ikkilamchi quvvat manbai korpusining haroratini hisoblashni takrorlashingiz kerak θ k, yon tomonga sozlangan θ 0 ga.

11. Blok tanasining haroratini hisoblang:

N
va bu IVEP birligining issiqlik rejimini hisoblashning birinchi bosqichini yakunlaydi.

Bosqich 2. Issiq zonaning o'rtacha sirt haroratini aniqlash.

1. Shartli xususiylikni hisoblang sirt qalinligi q(19) formula bo'yicha blokning isitiladigan zonasidan.

2. Rasmdagi grafikdan. 7, biz birinchi taxminiy sifatida, isitiladigan zonaning haddan tashqari qizib ketishini topamiz θ h blok muhitini o'rab turgan haroratga nisbatan.

3. Isitish zonasi va korpusning pastki a zl, yuqori a zl va yon a zl sirtlari orasidagi nurlanish orqali issiqlik almashinuvi koeffitsientlarini aniqlaymiz:

Qayerda ε P i - emissiya darajasining pasayishi i isitiladigan zona va korpusning yuzasi:

ε z i va S h
i – emissiya darajasi va maydoni i isitiladigan zonaning th yuzasi.

R hisoblanadi. 15

4. Haroratni aniqlash uchun t m = ( t k + t 0 +θ h)/2 va aniqlovchi o'lcham h i biz Grashof soni Gr hi va Prandtl soni Pr (formula (43) va 6-jadval) topamiz.

5. Har bir sirt uchun isitiladigan zona va tana o'rtasidagi konvektiv issiqlik almashinuvi koeffitsientlarini hisoblaymiz;

pastki yuzasi uchun

yuqori sirt uchun

d yon sirt uchun

6. Biz isitiladigan zona va korpus o'rtasidagi issiqlik o'tkazuvchanligini s zk aniqlaymiz:

G
de TO s - issiqlik o'tkazuvchanligini hisobga olgan holda koeffitsient:

σ – modullardan blok korpusiga o‘ziga xos issiqlik uzatish korpusga bosish kuchiga bog‘liq (15-rasm); bosim bo'lmaganda s = 240 Vt / (m 2 K); S l - modul ramkasining blok korpusi bilan aloqa maydoni.

7-jadval

Materiallarning termofizik xususiyatlari

7. Isitish zonasini isitishni hisoblang θ z0 ikkinchi taxminan:

G
de K w - shaklda ko'rsatilgan grafik bo'yicha aniqlanadi. o'n bir; K n2 - grafik bo'yicha aniqlanadi (10-rasm).

8. Hisoblash xatosini aniqlang

E
agar d< 0,1, то расчет окончен. При δ ≥ 0,1 следует повторить расчет для скорректированного значенияθ h.

9. Isitilgan zonaning haroratini hisoblang

E
Qadam 3. IVEP sxemasiga kiritilgan komponentning sirt haroratini hisoblash

Biz birinchi darajali qismlarga ajratish moduliga o'rnatilgan komponentning korpusining haroratini aniqlash uchun zarur bo'lgan hisob-kitoblar ketma-ketligini taqdim etamiz.

1. Quyidagi variantlar uchun komponent, masalan, mikrosxema joylashgan modulning ekvivalent issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientini aniqlang:

issiqlik shinalari yo'qligida l eq = l P, bu erda l P - taxta taglik materialining issiqlik o'tkazuvchanligi;

issiqlik o'tkazuvchi shinalar mavjudligida

G de l w - issiqlik o'tkazuvchi shinaning materialining issiqlik o'tkazuvchanligi; V P - hajm bosilgan elektron plata issiqlik o'tkazuvchi shinalar hajmini hisobga olgan holda; V w – bosilgan elektron platadagi termal shinalar hajmi; A– termal shinalar bilan modul platasining sirtini to‘ldirish koeffitsienti:

G
de S w - bosilgan elektron platadagi termal shinalar egallagan umumiy maydon.

Jadvalda 7-rasmda ba'zi materiallarning termofizik parametrlari ko'rsatilgan.

2. Mikrosxema tanasining ekvivalent radiusini aniqlang:

G
de S o IC - mikrosxema asos maydoni.

3. Tarqalish koeffitsientini hisoblang issiqlik oqimi:

G
de a 1 va a 2 - bosilgan elektron plataning birinchi va ikkinchi tomonidagi issiqlik uzatish koeffitsientlari; tabiiy issiqlik almashinuvi uchun

d P
– modul bosilgan elektron plataning qalinligi.

4. Biz mikrosxema tanasi yuzasining istalgan qizib ketishini aniqlaymiz:

Qayerda IN Va M- ro'yxatga olish shaklini soddalashtirish uchun kiritilgan an'anaviy qiymatlar: bosilgan elektron platada mikrosxema korpuslarini bir tomonlama joylashtirish bilan IN= 8,5p R 2 VT/K, M= 2; uylarning ikki tomonlama joylashuvi bilan IN= 0,M= 1;TO- empirik koeffitsient: markazi bosilgan elektron plataning uchlaridan 3 dan kam masofada joylashgan mikrosxema paketlari uchun R,TO= 1,14; markazi bosilgan elektron plataning uchidan 3 dan ortiq masofada joylashgan mikrosxema paketlari uchun R,TO= 1;TO a - mikrosxema paketlaridan issiqlik uzatish koeffitsienti shaklda ko'rsatilgan grafik bo'yicha aniqlanadi. 16; TO 1 va TO 0 – o‘zgartirilgan Bessel funksiyalari; N - raqam i-x mikrosxema uylari 10/dan ko'p bo'lmagan masofada joylashgan. m, ya'ni r i ≤ 10 m; Δ t c - blokdagi havoning o'rtacha hajmli qizib ketishi:

Q
ims i - quvvat sarflanadi i th mikrosxema; S ims i - umumiy sirt maydoni i th mikrosxema d z i - mikrosxema va doska orasidagi bo'shliq l z i - bu bo'shliqni to'ldiruvchi materialning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti;

5. Mikrosxema korpusi sirtining haroratini aniqlang:

P
Mikrosxemaning haroratini hisoblash uchun yuqoridagi algoritm ikkilamchi quvvat manbaiga kiritilgan har qanday boshqa diskret komponentga qo'llanilishi mumkin. Bunday holda, diskret komponentni plastinkada mahalliy issiqlik manbai bo'lgan mikrosxema kabi ko'rib chiqish mumkin va geometrik parametrlarning tegishli qiymatlari (60) - (63) tenglamalariga kiritilishi mumkin.

Gaz va qattiq sirt o'rtasidagi issiqlik almashinuvi paytida issiqlik oqimining zichligi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

qora jismning emissiyasi qayerda;

Devor (qobiq) harorati, K;

e pr - baca yuzasi materialining emissiya darajasining pasayishi;

e g - qoralik darajasi gaz aralashmasi;

Devor haroratiga tushiriladi.

Emissiyaning pasaytirilgan darajasi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

bu erda ec - devor materialining emissiya darajasi (jadvallardan olingan).

Gaz qorayish darajasini aniqlash

Gaz aralashmasining qorayish darajasi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

Qaerda - tuzatish omili, suv bug'ining nurlanishining Bouger-Bier qonuniga bo'ysunmasligini hisobga olgan holda;

Radiatsiya zonalari bir-biriga to'g'ri kelganda CO2 va H2O ning o'zaro yutilishini hisobga oladigan tuzatish (odatda, shuning uchun uni muhandislik hisoblarida e'tiborsiz qoldirish mumkin).

Gaz aralashmasining tarkibiy qismlarining emissiya darajasi va yutilish qobiliyati aniqlanadi:

1) Nomogrammalardan foydalanish.

Gaz qorayish darajasi

Bu holda qiymatlar gaz harorati va gazning qisman bosimi mahsulotiga va o'rtacha nur yo'li uzunligiga qarab nomogrammalardan olinadi.

P - gaz bosimi, atm;

o'rtacha harorat gaz, ?C;

Radiatsion qatlamning samarali qalinligi, m;

V - gazning nurlanish hajmining qiymati, m3;

Fc - qobiq yuzasi maydoni, m2;

- tuzatish omili.

Tuzatish omili c (pH2O l) va pH2O ga qarab grafiklarda ham topilgan.

Gaz aralashmasining yutilish qobiliyati formula bo'yicha hisoblanadi

(3.3)

Yutish qobiliyatining qiymati devor haroratiga bog'liq bo'lganligi sababli, bu holda qiymatlar devor haroratiga va gazning qisman bosimining mahsulotiga va o'rtacha nur yo'li uzunligiga qarab nomogrammalardan olinadi.

2) Analitik formulalardan foydalanish.

Qoralik darajasi quyidagi formula orqali topish mumkin

k - empirik formula bilan aniqlangan aralashmadagi nurlarning umumiy zaiflashuv koeffitsienti

Emissiya darajasini topish uchun qiymat susaytirish koeffitsientini aniqlash uchun oldingi formulaga almashtiriladi. mutlaq harorat gaz

Absorptivlikni quyidagi formula yordamida topish mumkin

umumiy zaiflashuv koeffitsienti qaerda;

yutilish qobiliyatini topish uchun mutlaq harorat qiymatidan foydalaniladi nki.

Hisoblash misoli

dan radiatsiya tufayli issiqlik oqimining zichligini hisoblang tutun gazlari A x B = 500 x 1000 mm kesimli baca yuzasiga. Gaz tarkibi: CO2 miqdori=10%; H2O miqdori=5%; umumiy gaz bosimi P = 98,1 kPa (1 atm). Gaz kanalidagi o'rtacha gaz harorati tg = 6500C. Baca sirtining o'rtacha harorati = 4000C. Baca guruchdan qilingan.

1. Nomogrammalar yordamida nurlanish ta'sirida issiqlik oqimining zichligini hisoblang.

qora jismning emissiyasi qayerda.

Malumot ma'lumotlariga ko'ra guruchning qoralik darajasi;

Baca yuzasining emissiya darajasining pasayishi; ;

Radiatsiya qiluvchi qatlamning samarali qalinligi

Komponentlarning qisman bosimi

Gazdagi H2O va CO2 ning hajm ulushi;

PCO2. = 0,1. 60 = 6 sm.atm.

PH2O. = 0,05. 60 = 3 sm.atm.

Suv bug'ining xatti-harakatlarining Bouger-Beer qonuniga bo'ysunmasligini hisobga oladigan tuzatish omili;

jadvaldan.

Nomogramma va haroratga ko'ra tg = 6500C

Gaz qorayish darajasi

Nomogramma va harorat bo'yicha ts = 400 0S

Gazni yutish qobiliyati

Natijada issiqlik oqimi

2. Biz formulalar yordamida radiatsiya tufayli issiqlik oqimining zichligini hisoblaymiz.

Jami zaiflashuv koeffitsientlari

Gaz qorayish darajasi

Gazni yutish qobiliyati

Natijada issiqlik oqimi

Eslatma: ikki usul bo'yicha gazning emissiya va yutilish darajasini hisoblash natijalari bir-biriga yaqin bo'lishi kerak.

Guruch. 3.1.

Guruch. 3.2. H2O uchun haroratga bog'liq qoralik darajasi

Guruch. 3.3. H2O qisman bosimining emissiya darajasiga ta'sirini hisobga olgan holda tuzatish qiymatlari

Ekonayzerning issiqlik hisobi (hisoblash misoli)

Bobinli iqtisodchi bug 'qozon t2" dan t2" gacha bo'lgan suvni G2 miqdorida isitish uchun mo'ljallangan, suv diametri d2 / d1 bo'lgan quvurlar orqali yuqoriga qarab harakatlanadi. Issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti devor materiali l. Suv harakatining o'rtacha tezligi 2 ga teng.

Tutun gazlari (13% CO2 va 11% H2O) bilan halqada yuqoridan pastga siljiting o'rtacha tezlik kolba to'plamining tor qismida sch1. Gaz oqimi G1. Ekonomizerga kirish joyidagi gazlarning harorati t1", chiqish joyida quvurlarning to'plamdagi joylashuvi va nisbiy qadamlar ko'rsatilgan: ko'ndalang y1 = S1/d2 va bo'ylama y2 = S2/d2 tomondan, quvurlar yuzasi ds qalinlikdagi qatlam bilan qoplangan, suvning yon tomonlarida - bir kunlik qalinlikdagi shkala qatlami bilan issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientlari: kuyikish uchun hp = 0,07 - 0,12 Vt/m deg. , shkala uchun ln = 0,7 - 2,3 Vt/m deg.

1. dan shkalasi bilan ifloslanishini hisobga olgan holda trubaning diametrini aniqlang ichida va tashqaridan kuyik:

2. Issiqlik balansi tenglamasi

Iqtisodchining uzunligi bo'yicha issiqlik yo'qotishlari 0 ga teng deb faraz qilib, issiqlik balansi tenglamasini yozamiz:

O'rtacha suv harorati:

Bu haroratda suvning issiqlik sig'imi > Cr2 = 4,3 kJ/kg g ni aniqlaymiz

Biz issiqlik almashtirgichning issiqlik yukini aniqlaymiz (ikkita harorat o'rnatilgan sovutish suvi asosida)

Biz Sr1 chiqindi gazlarining taxminan issiqlik sig'imini olamiz va gazlarning chiqish joyidagi haroratini hisoblaymiz

O'rtacha tutun gazining harorati:

3. O'rtacha harorat farqini aniqlash

Harorat farqlari:

Eslatma: agar tb tm 1,5 bo'lsa, harorat farqining o'rtacha arifmetik qiymati aniqlanadi.

4. Devordan suvga issiqlik uzatish koeffitsientini hisoblash Suvning haroratdagi termofizik parametrlari

quyidagi:

Suv uchun Reynolds raqami:

Oqim rejimi turbulentdir

Nusselt raqami:

Devorning harorati noma'lum bo'lgani uchun biz birinchi taxminiylikni olamiz

Devordan suvga issiqlik uzatish koeffitsienti

5. Tutun gazlaridan devorga konveksiya orqali issiqlik uzatish koeffitsientini hisoblash

Ishning maqsadi

Tana sirtining qorayish darajasini aniqlash uchun tajribalar o'tkazish metodologiyasi bilan tanishish.

Tajriba qilish ko'nikmalarini rivojlantirish.

Mashq qilish

2 sirtlardan emissiyaviy nurlanish darajasini va emissiyani aniqlang turli materiallar(bo'yalgan mis va sayqallangan po'lat).

Emissiya darajasining o'zgarishining sirt haroratiga bog'liqligini aniqlang.

Bo'yalgan mis va silliqlangan po'latning qora rang qiymatlarini solishtiring.

Nazariy kirish

Issiqlik nurlanishi elektromagnit to'lqinlar orqali issiqlik energiyasini uzatish jarayonidir. Radiatsiya orqali uzatiladigan issiqlik miqdori nurlantiruvchi jismning xususiyatlariga va uning haroratiga bog'liq va atrofdagi jismlarning haroratiga bog'liq emas.

Umuman olganda, tanaga tushadigan issiqlik oqimi qisman so'riladi, qisman aks etadi va qisman tanadan o'tadi (1.1-rasm).

Guruch. 1.1. Radiatsion energiya taqsimoti diagrammasi

(2)

Qayerda - tanadagi issiqlik oqimi;

- organizm tomonidan so'rilgan issiqlik miqdori;

- tana tomonidan aks ettirilgan issiqlik miqdori;

- tanadan o'tadigan issiqlik miqdori.

O'ng va chap qismlarni issiqlik oqimi bilan ajratamiz:

Miqdorlar
mos ravishda deyiladi: yutilish, aks ettirish va tananing o'tkazuvchanligi.

Agar
, Bu
, ya'ni. tanaga tushgan butun issiqlik oqimi so'riladi. Bunday tana deyiladi mutlaqo qora .

Bo'lgan jismlar
,
bular. jismga tushgan butun issiqlik oqimi undan aks etadi, deyiladi oq . Bundan tashqari, agar sirtdan aks ettirish optika qonunlariga bo'ysunsa, tana deyiladi aks ettirilgan – aks ettirish tarqoq bo‘lsa – mutlaqo oq .

Bo'lgan jismlar
,
bular. jismga tushadigan butun issiqlik oqimi u orqali o'tadi diatermik yoki butunlay shaffof .

Tabiatda absolyut jismlar mavjud emas, lekin bunday jismlar tushunchasi ayniqsa absolyut qora jism haqida juda foydali, chunki uning nurlanishini tartibga soluvchi qonunlar ayniqsa oddiy, chunki uning yuzasidan nurlanish aks etmaydi.

Bundan tashqari, mutlaqo qora jism tushunchasi tabiatda qora tanlilardan ko'ra ko'proq issiqlik chiqaradigan jismlar yo'qligini isbotlashga imkon beradi.

Masalan, Kirxgof qonuniga muvofiq jismning emissiya kuchi nisbati va uning assimilyatsiya qilish qobiliyati barcha jismlar uchun bir xil va faqat haroratga bog'liq, barcha jismlar uchun, shu jumladan mutlaq qora, ma'lum bir haroratda:

(3)

To'liq qora tananing assimilyatsiya qilish qobiliyatidan beri
A Va va hokazo. har doim 1 dan kichik bo'lsa, Kirchhoff qonunidan maksimal emissiya qobiliyati kelib chiqadi butunlay qora tanga ega. Tabiatda mutlaqo qora jismlar mavjud emasligi sababli, kulrang jism tushunchasi, uning qoralik darajasi e, ya'ni kulrang va mutlaq qora jismning emissiyasi nisbati kiritilgan:

Kirxgof qonuniga rioya qilish va buni hisobga olish
yozib olish mumkin
qayerda
bular . qoralik darajasi tananing nisbiy emissiyasi va yutilish qobiliyatini ham tavsiflaydi . Radiatsiya intensivligining bog'liqligini aks ettiruvchi nurlanishning asosiy qonuni
bu to'lqin uzunligi diapazoni bilan bog'liq (monoxromatik nurlanish) Plank qonunidir.

(4)

Qayerda - to'lqin uzunligi, [m];

;

Va birinchi va ikkinchi Plank konstantalaridir.

Shaklda. 1.2 Ushbu tenglama grafik ko'rinishda keltirilgan.

Guruch. 1.2. Plank qonunining grafik tasviri

Grafikdan ko'rinib turibdiki, butunlay qora jism har qanday haroratda keng to'lqin uzunliklarida nurlanish chiqaradi. Haroratning oshishi bilan nurlanishning maksimal intensivligi qisqaroq to'lqinlar tomon siljiydi. Ushbu hodisa Wien qonuni bilan tavsiflanadi:

Qayerda
- maksimal nurlanish intensivligiga mos keladigan to'lqin uzunligi.

Qadriyatlar bilan
Plank qonuni o'rniga, "uzoq to'lqinli nurlanish qonuni" deb ham ataladigan Reyleigh-Jeans qonunini qo'llash mumkin:

(6)

dan butun to'lqin uzunligi oralig'iga bog'liq radiatsiya intensivligi
oldin
(integral nurlanish), Plank qonunidan integrallash orqali aniqlanishi mumkin:

qora jismning emissiyasi qayerda. Bu ibora Boltsmann tomonidan asos solingan Stefan-Boltzman qonuni deb ataladi. Kulrang jismlar uchun Stefan-Boltzman qonuni quyidagicha yoziladi:

(8)

- kulrang tananing emissiyasi. Ikki sirt orasidagi nurlanish orqali issiqlik uzatish Stefan-Boltzman qonuni asosida aniqlanadi va quyidagi shaklga ega:

(9)

Agar
, keyin pasaytirilgan nurlanish darajasi sirtning emissiya darajasiga teng bo'ladi , ya'ni.
. Bu holat bir-biri bilan nurlanish energiyasini almashtiruvchi jismlarga nisbatan ahamiyatsiz o'lchamlarga ega bo'lgan kulrang jismlarning emissiyasi va qoralik darajasini aniqlash usulining asosini tashkil qiladi.

(10)

(11)

Formuladan ko'rinib turibdiki, emissiya va emissiya darajasini aniqlash BILAN kulrang tanasi sirt haroratini bilishi kerak tekshirilayotgan tana, harorat atrof-muhit va tana yuzasidan radiatsion issiqlik oqimi
. Haroratlar Va ma'lum usullar bilan o'lchash mumkin. Va radiatsiya issiqlik oqimi quyidagi fikrlardan aniqlanadi.

Issiqlik jismlar yuzasidan radiatsiya va issiqlik uzatish orqali atrofdagi bo'shliqqa tarqaladi. To'liq oqim tananing yuzasidan shunday bo'ladi:

, qayerda
;

- Nyuton-Rixman qonuniga binoan aniqlanishi mumkin bo'lgan issiqlik oqimining konvektiv komponenti:

(12)

O'z navbatida, issiqlik uzatish koeffitsienti ifoda orqali aniqlash mumkin:

(13)

Ushbu iboralarda belgilovchi harorat chegara qatlami harorati:

Guruch. 2 Eksperimental o'rnatish sxemasi

Shartli belgilar:

B - kalit;

P1, P2 - kuchlanish regulyatorlari;

PW1, PW2 - quvvat hisoblagichlari (vattmetrlar);

NE1, NE2 - isitish elementlari;

IT1, IT2 - harorat o'lchagichlari;

T1, T2 va boshqalar. - termojuftlar.

Radiatsiya qattiq moddalar yuzaki, gazlarning nurlanishi esa hajmlidir.

Haroratlari T 0 1 abs va T 0 2 abs (T 1 > T 2) bo'lgan qattiq jismlarning ikkita tekis parallel kulrang sirtlari orasidagi nurlanish orqali issiqlik uzatish formula bilan hisoblanadi.

Cpr - kamaytirilgan emissiya;

C 1 - birinchi tananing sirtining emissiyasi;

C 2 - ikkinchi tananing sirtining emissiyasi;

C s = 4,9 kkal/m 2 soat deg 1 - qora tananing emissiyasi.

Amaliy hisob-kitoblarda emissiya darajasi deb ataladigan darajadan foydalanish qulayroqdir

=.

Kamaytirilgan emissiya

F 1 yuzasiga ega bo'lgan birinchi tana hammadan bo'lganda

ikkinchi tananing F 2 yuzasi bilan o'ralgan tomonlar, o'tkaziladigan issiqlik miqdori formula bilan aniqlanadi

Emissiyaning kamayishi va kamaytirilgan emissiya darajasi formulalar bilan aniqlanadi

F 2 >F 1 bo'lgan holatda, ya'ni.

C pr =C 1 va pr = 1 .

Radiatsiya tufayli issiqlik yo'qotilishini kamaytirish uchun ekranlar deb ataladigan narsalar qo'llaniladi. Ekran yupqa devorli varaq bo'lib, nurlanish yuzasini qoplaydi va ikkinchisidan qisqa masofada joylashgan. Birinchi taxminga ko'ra, konvektiv issiqlik uzatish orqali havo bo'shlig'i ekran va radiatsiya yuzasi o'rtasidagi hisobga olinmaydi. Bundan tashqari, ekranning o'zi devorining issiqlik qarshiligi har doim e'tibordan chetda qoladi, ya'ni uning sirtlaridagi haroratlar bir xil deb hisoblanadi.

Yassi parallel ekranlar uchun almashtirish bilan radiatsiya orqali issiqlik uzatish formulasi qo'llaniladi emissiyaning ekvivalent darajasi deb ataladi

Qayerda 12 ,23 va boshqalar - uchun formula bilan aniqlanadi pr, 1-va 2-chi sirtlar orasidagi, 2-chi va 3-chi yuzalar orasidagi radiatsiya orqali issiqlik almashinuvi paytida emissiya darajasining pasayishi va boshqalar.

Silindrsimon jismlarni (quvurlarni) ekranlashda emissiyaning ekvivalent darajasi

O'tkazilgan issiqlik miqdori Q formula bo'yicha hisoblanadi

Gazlarning nurlanishi

Radiatsion gazlar uch atomli va ko'p atomli gazlardir. Radiatsiya eng katta amaliy ahamiyatga ega

CO 2 va H 2 O.

Gazlarning emissiyasi tanlab olinadi va gaz hajmining hajmi va shakliga bog'liq.

Komponentlari CO 2 va H 2 O bo'lgan gaz hajmidan kulrang jismga xos xususiyatlarga ega bo'lgan atrofdagi qobiqqa nurlanish orqali o'tkaziladigan issiqlik miqdori formula bilan aniqlanadi.

bu erda T gaz - nurlanadigan gaz hajmining mutlaq harorati;

T st - atrofdagi qobiqning mutlaq harorati;

= 0,5 (+ 1) - qobiqning samarali emissiya darajasi (at 0,8 dan 1,0 gacha);

=
+
- rasmdagi grafiklardan aniqlangan gazning qoralik darajasi. O'rtacha gaz harorati uchun 85 va 86;

- xuddi shu grafiklar bo'yicha, lekin qobiqning harorati t st bo'yicha aniqlangan gazning emissiya darajasi;

Suv bug'ining qisman bosimi uchun b-tuzatish, rasmdagi grafikdan aniqlanadi. 87.

Karbonat angidridning qoralik darajasi
va suv bug'lari
gaz hajmining harorati va nurlanish qatlamining samarali qalinligi ps ga bog'liq, bu erda p ata - nurlanish komponentining qisman bosimi va sm - qisqargan nur uzunligi.

Qisqartirilgan nur uzunligi taxminan formula bilan aniqlanishi mumkin

bu erda Vm 3 - nurlantiruvchi gaz bilan to'ldirilgan hajm (nurlanish hajmi);

Fm 2 - qobiq yuzasi.

Ba'zi maxsus holatlar uchun qisqartirilgan nur uzunligi quyidagi formulalar bilan aniqlanadi:

quvurlar oralig'idagi gaz hajmi uchun (s 1 - uzunlamasına qadam, ya'ni qatordagi quvurlar o'qlari orasidagi masofa; s 2 - ko'ndalang qadam, ya'ni qatorlar orasidagi qadam; d - quvur diametri)

cheksiz kenglik va qalinlikdagi tekislik-parallel gaz qatlami uchun

s= 1,8 ;

silindr diametri uchun d

Ba'zida a l kkal/m 2 soat deg nurlanish bilan issiqlik uzatish koeffitsienti tushunchasi kiritiladi. Bu koeffitsient formula bilan aniqlanadi

Misol. Sirt harorati t 1 = 1027 ° S bo'lgan qizdirilgan po'lat plastinkadan birinchisiga parallel joylashgan sirt harorati t 2 = 27 ° C bo'lgan boshqa shunga o'xshash plastinkaga nurlanish orqali o'tkaziladigan issiqlik miqdorini aniqlang. .

Eritma 20-ilovadan po'lat plastinkaning (oksidlangan) nurlanish darajasini topamiz.
. Berilganini aniqlaymiz

formula bo'yicha emissiya darajasi

O'tkazilgan issiqlik miqdori

Misol. Xonada tashqi devorining harorati t 1 = 300 ° C bo'lgan diametri 300 mm bo'lgan po'latdan yasalgan bug 'trubkasi yotqizilgan. Issiqlik yo'qotilishini kamaytirish uchun bug 'chizig'i ikkita silindrsimon korpus (ekran) bilan qoplangan. Diametri 320 mm bo'lgan birinchi korpus yupqa po'lat plitalardan yasalgan ( = 0,82), diametri 340 mm bo'lgan ikkinchi korpus yupqa alyuminiy plitalardan qilingan ( = 0,055). 1 chiziqli issiqlik yo'qotilishini aniqlang. m yalang'och va himoyalangan bug 'quvurlari, shuningdek alyuminiy korpusining harorati. Konvektiv issiqlik uzatishni e'tiborsiz qoldiring. Xona harorati 25 ° C.

Yechim F 1 bug 'quvurining yuzasi F 4 xonaning devorlarining sirtidan ko'p marta kichikroq deb hisoblab, yalang'och bug 'trubkasi bilan issiqlik yo'qotilishini aniqlaymiz. F 1 da<

pr = 1 = 0.80

(oksidlangan po'lat uchun).

Formulaga ko'ra

Endi ekranlar mavjudligida issiqlik yo'qotilishini aniqlaymiz. Biz kamaytirilgan emissiya koeffitsientlarini aniqlaymiz:

Ekvivalent emissiya

Radiatsiya orqali uzatiladigan issiqlik miqdori

Shunday qilib, ekranlarni o'rnatish natijasida issiqlik yo'qotilishi kamaydi

Alyuminiy varaqning haroratini aniqlash uchun biz tenglamani yaratamiz

Ushbu tenglamani yechib, topamiz

Misol. Kanal orqali oqayotgan issiq havo haroratini o'lchash uchun termojuft ishlatiladi. Termojuft birikmasi va kanal devorlari o'rtasida (88-rasm) radiatsion issiqlik almashinuvi sodir bo'ladi, bu termojuft ko'rsatkichlarini buzadi. Haroratni o'lchashda xatolikni kamaytirish uchun termojuft ekran trubkasi bilan yopiladi 1. Termojuft haroratni t = 200 ° C ko'rsatsa, havo oqimining haqiqiy haroratini toping. Kanalning ichki devorining harorati t st = 100 ° S. Ekranning va termojuft birikmasining emissiya darajasi bir xil va 0,8 ga teng. Havodan termojuft birikmasiga issiqlik uzatish koeffitsienti a = 40 kkal/m 2 soat, ekran yuzasiga esa a = 10 kkal/m 2 soat.

Haqiqiyni belgilaymiz

(kerakli) havo harorati t in.

Harorat tomonidan belgilanadi

termojuft - bu harorat

uning solda t.

Termojuft birikmasining issiqlik balansi tenglamasini tuzamiz. Konveksiya tufayli birlashma tomonidan olingan issiqlik miqdori tengdir

va termojuft tutashuvini o‘rab turgan ekran trubasining F yuzasiga tutashuvning F yuzasidan radiatsiya ta’sirida chiqariladigan issiqlik miqdori

bu erda T e - ekran trubasining ichki yuzasining mutlaq harorati.

F e >>F ekanligini hisobga olsak, olamiz
.

Statsionar rejimda termojuft birikmasi uchun issiqlik balansi tenglama bilan ifodalanadi.

Keling, trubaning termal qarshiligini e'tiborsiz qoldirib, ekran trubkasi uchun issiqlik balansini yarataylik. Konvektsiya tufayli issiqlik kelishi

Termojuft birlashmasidan radiatsiya tufayli issiqlik olishi aniq issiqlikka teng

bu esa, o'z navbatida, tengdir

Ekran trubasining tashqi yuzasining kanalning atrofidagi devorlariga nurlanishi tufayli issiqlik iste'moli

va yildan beri Ushbu holatda F st >>F e, keyin
. Shunday qilib, ekran trubasining termal balansi tenglama bilan ifodalanadi

Odatda bu tenglamada chapdagi birinchi atama e'tibordan chetda qolmaydi.

qismlar (F e >>F tufayli). Keyin

Tenglamalarning birgalikdagi yechimi bizga keraklini aniqlash imkonini beradi

Harorat t in

Olingan tenglamalarni grafik tarzda yechamiz, ulardan hisoblaymiz

Harorat t in t e ga qarab. Tegishli egri chiziqlarning kesishish nuqtasi (89-rasm) haroratni aniqlaydi:

Termojuft yordamida haroratni aniqlashda xatolik

Misol. Suv quvurli bug 'qozonining gaz kanalida joylashgan po'lat quvurlarga radiatsiya orqali o'tkaziladigan issiqlik miqdorini aniqlang. Tutun gazlaridagi suv bug'idagi karbonat angidridning qisman bosimlari mos ravishda p C O 2 = 0,15 ata va p H 2 O = 0,075 ata. Tashqi diametri quvurli = 51 mm; ularning uzunlamasına qadamlari 1 = 90 mm va ko'ndalang qadamlar 2 = 70 mm. Gaz harorati

n
gaz kanaliga kiraverishda / =1000 0 S, gaz kanalidan chiqishda esa // =800 0 S. Tashqi harorat

quvur yuzasi doimiy

va t st =230 0 S ga teng.

Oldindan

o'rtacha haroratni aniqlang

biz qabul qiladigan gaz oqimi

hisoblangan harorat t gazga teng.

Tegishli samarali qatlam qalinligi

Shakldagi grafiklarga ko'ra. 85 va 86 ni topamiz

Suv bug'ining qisman bosimi uchun b tuzatish (87-rasmga muvofiq) b = 1,06.

Formulaga ko'ra

Radiatsiya issiqlik uzatish koeffitsienti

Misol. Gazlar aralashmasi ichki diametri d = 0,25 m bo'lgan silindrsimon po'lat quvurda harakatlanadi. O'rtacha gaz harorati gaz = 1100 0 S. Karbonat angidridning qisman bosimi

= 0,45 ata. Devorning harorati tst = 300 0 S. 1 chiziqli metrga nurlanish bilan uzatiladigan issiqlik miqdorini aniqlang. m quvurlar.

Yechim: Nur uzunligining qisqarishi

S=0,9d=0,9·0,25=0,225 m.

Radiatsiya qiluvchi qatlamning samarali qalinligi

s
=0,225·0,45=0,101 m ata.

Rasmga ko'ra. 85 t= 1100° S da aniqlanadi
=0,10: att= 300 0 S
= 0,095. Aralashmada suv bug'i yo'qligi sababli, keyin gaz = 0,10 va
= 0,095.

Formulaga ko'ra

1 chiziqli uchun m

Vazifalar

453. Plastinkaga parallel joylashgan, t 1 = 600 0 S haroratda bir xil o'lchamdagi guruch plitasi t 2 = 27 0 S haroratda po'lat plitalardan tarqaladigan issiqlik miqdorini aniqlang. Radiatsiya bilan issiqlik uzatish koeffitsientini ham aniqlang.

Javob: q 12 =5840 kkal/m2 soat a l = 10,2 kkal/m2 soat deg.

454. Radiatsion issiqlik almashinuvi ikkita parallel tekislik o'rtasida sodir bo'ladi. Harorat t 1 = bo'lgan sirt

600 ° C va qoralik darajasi =0,64, miqdorda issiqlik chiqaradi

q 12 = 1000 kkal / m 2 soat. Issiqlik qabul qiluvchi alyuminiy qo'pol sirtining haroratini aniqlang ( = 0,055).

Javob: t 2 =390 0 S.

455. Yassi devor sirtidan boshqa parallel tekis devorga q 12 kkal/m 2 soat davomida tarqaladigan issiqlik miqdorini aniqlang. Devorning harorati mos ravishda t 1 = 227 ° C va t 2 = 27 0 S. Aniqlash to'rtta variant uchun amalga oshiriladi:

a) C 1 = C 2 = C s = 4,9 kkal/m 2 soat deg 4 (mutlaqo qora yuzalar);

b) C 1 = C 2 = 4,3 kkal/m 2 soat deg 4 (mat po'latdan yasalgan yuzalar);

c) C 1 = 4,3 kkal/m 2 soat deg 4 (mat po'lat yuzasi),

C 2 = 0,3 kkal/m 2 soat deg 4 (kalay plastinka);

d) C 1 = C 2 = 0,3 kkal/m 2 soat deg 4 (qalay plastinka).

Javob: a) q 12 =2660 kkal/m 2 soat; 6)q 12 =2080 kkal/m 2 soat;

c) q 12 = 160 kkal/m 2 soat; d)q 12 = 84 kkal/m 2 soat.

456. Diametri d = 200 mm va uzunligi 1 = 5 m bo'lgan po'lat quvur kengligi a = 8 m va balandligi h = 5 m bo'lgan g'ishtli xonada joylashgan quvur, agar trubaning sirt harorati t 1 = 327 ° C, xona devorlarining sirt harorati t 2 = 27 ° S bo'lsa.

Javob: Q 12 =14950 kkal/soat.

457. Oldingi masalani yeching, sharti a) po'lat quvur 2 x 1 m kesimli g'ishtli koridorda joylashgan va b) po'lat quvur 350 x 350 mm kesimli g'isht kanalida joylashgan. Ikkala holatda ham devorlarning harorati t 2 = 27 ° S. Natijalarni oldingi muammoning javobi bilan solishtiring.

Javob: a) Q 12 =14900 kkal/soat; b)Q 12 = 14500 kkal/soat.

458. Bir chiziqli chiziq bilan nurlanish natijasida issiqlik yo'qotilishini aniqlang. m po'latdan yasalgan bug 'trubkasi. Bug 'quvurining tashqi diametri d = 0,2 m, sirt harorati t 1 = 310 0 S va harorat.

atrof-muhit havosi t 2 = 50 0 S. Yechim natijalarini 442-masala javobi bilan solishtiring.

Javob: q= 2575 kkal/chiziqli. m soat; radiatsiya tufayli issiqlik yo'qotilishi konvektiv issiqlik uzatish orqali issiqlik yo'qotilishidan 2,36 marta ko'pdir.

459. Cho'yan yonish eshigi o'lchami 500 x 400 mm bug 'qozonining harorati t 1 = 540 ° C ( = 0,64). Qozonxonadagi harorat t 2 = 35 ° S bo'lsa, radiatsiya qilingan issiqlik miqdorini aniqlang. Shuningdek, radiatsiya bilan issiqlik uzatish koeffitsientini aniqlang.

Javob: Q = 2680 kkal/soat a l = 2b,5 kkal/m 2 soat deg;

460. Mat po'latdan parallel yuzalar orasidagi nurlanish orqali issiqlik o'tkazuvchanligini aniqlang (455-6-masalaga qarang), agar ular orasida bir xil emissivlikka ega bo'lgan yupqa po'lat plitalar ko'rinishidagi ekran o'rnatilgan bo'lsa.

Javob: q 12 = 1040 kkal/m 2 soat.

461. Po‘lat yuzalar orasiga bir xil emissivlikka ega bo‘lgan to‘rtta yupqa po‘lat plitalardan iborat ekran qo‘yish sharti bilan 460-masalani yeching.

Javob: q 12 =416 kkal/m 2 soat.

462. Po‘lat yuzalar orasiga tunuka parda qo‘yish sharti bilan 455 6 muammoni yeching. Yechim natijasini 455 6 masala javobi bilan solishtiring.

Javob: q 12 =81 kkal/m 2 soat, ya'ni uzatiladigan issiqlik miqdori taxminan 25 marta kamayadi.

463. 455 6 masalani yeching, bunda po’lat yuzalar orasida ikki varaqli tunukadan iborat ekran bo’lsin.

Javob: q 12 = 41,5 kkal/m 2 soat.

464. Bug 'qozonining pechi shartli harorati t 1 = 1000 0 S va shartli emissiya darajasiga ega bo'lgan olovli mash'al bilan to'ldiriladi. = 0,3. Temir eshik bilan yopilgan olov qutisining burama teshigi orqali tarqaladigan issiqlik miqdorini aniqlang ( = 0,78), shuningdek, eshikning o'zi harorati, agar qozonxonadagi harorat t 2 = 30 0 S bo'lsa (quyma temir eshikni mash'al va atrof-muhit o'rtasidagi tekis ekran deb hisoblash mumkin). Atrof-muhitning qorayish darajasi 1,0 ga teng deb hisoblanadi.

Javob: q = 25530 kkal/m 2 soat t dv = b5b ° C;

465. Avvalgi masalani hal qiling, agar quyma temir eshik olov qutisining yon tomonida joylashgan quyma temir reflektor bilan jihozlangan bo'lsa (bunday reflektorni ekran deb hisoblash mumkin).

Javob: q = 19890 kkal/m 2 soat t dv = 580° S;

466. Termojuft birlashmasi ekran trubkasi bilan himoyalanmagan bo'lsa, 225-betdagi misolni yeching.

Javob: t =230 0 C da; haroratni aniqlashda xatolik 13% ni tashkil qiladi.

467. 458-masalani yeching, agar bug 'trubkasi po'lat plitalardan yasalgan ekran bilan o'ralgan bo'lsa ( = 0,82). Ekranning diametri d e = 0,3 m. Bug 'chizig'i va po'lat ekran o'rtasida havo mavjud. Radiatsiya tufayli issiqlik yo'qotilishini aniqlashda ekran va havo o'rtasidagi konvektiv issiqlik almashinuvini hisobga olmaslik kerak. Shuningdek, ekranning haroratini aniqlang. Natijalarni 458-masala javobi bilan solishtiring.Javob: q= 1458 kkal/chiziqli. m soat t e =199° S;

468. Oldingi masalani a e = 20 kkal/m 2 soat deg ga teng issiqlik uzatish koeffitsientini olib, ekran va havo orasidagi konvektiv issiqlik almashinuvini hisobga olgan holda yeching. Natijani 458 va 467-masalalar javobi bilan solishtiring.

Javob: q= 1890 kkal/chiziqli. m soat t e = 126 ° S;

Ko'rsatma: 468-masalani yechishda uni tuzish kerak

issiqlik balansi tenglamasi.

469. Diametri d = 0,2 m bo'lgan bug 'trubkasi (458-masalada ko'rsatilgan) 5 ta alyuminiy folga ekranidan iborat issiqlik izolyatsiyasi bilan qoplangan ( = 0,055). Folga qatlamlari orasidagi masofa = 5 mm. Izolyatsiya qilingan bug 'liniyasining nurlanishida issiqlik yo'qotilishi izolyatsiyalanmagan bug' liniyasining issiqlik yo'qotilishidan necha marta kamligini aniqlang. Javob: 127 marta kam.

470. Bug 'qozonining suv isituvchi quvurlari devorlariga chiqindi gazlardan nurlanish orqali issiqlik uzatish koeffitsientini aniqlang. Quvurlarning tashqi diametri d= 44,5 mm, qatordagi quvurlarning uzunlamasına qadami

s 1 = 135 mm, ko'ndalang qadam s 2 = 90 mm. Bacaga kirish joyidagi gazlarning harorati t / = 900 0 S, chiqishda esa t // = 700 ° S. Quvur devorlarining sirt harorati t st = 300 ° S. qisman bosimlari. Uch atomli gazlar quyidagilarga teng:
= 0,18 ata va
= 0,08 ata.

Javob: a l 12,8 kkal/m 2 soat daraja.

471. Quvur bosqichlari s 1 = 81 mm va s 2 = 65 mm gacha kamayishi va qolgan dastlabki ma'lumotlar o'zgarishsiz qolishi sharti bilan oldingi muammoni hal qiling. Javob: a l = 8 kkal/m 2 soat deg.

472. Quyidagi tarkibdagi gazlar aralashmasi (hajmi bo'yicha) 820 x 20 mm kesimli tor kanalda harakat qiladi: N 2 = 73%; O 2 = 2%; CO 2 = 15% H 2 O = 10%; Gaz aralashmasining o'rtacha harorati gaz = 900 ° C, aralashmaning bosimi p = 1 ata. Kanal devorlari po'latdan yasalgan. Kanal devorlari yuzasida harorat t st = 100 ° S. Gazlardan kanal devorlariga radiatsiya orqali uzatiladigan issiqlik miqdorini aniqlang. Javob: q=4000 kkal/m 2 soat.

Issiqlik nurlanishini o'rganish. volframli cho'g'lanma lampaning qoralik darajasini aniqlash

3.1 Issiqlik nurlanishi va uning xususiyatlari

Tanalar etarli darajada isitiladi yuqori haroratlar, chiqarishga qodir elektromagnit to'lqinlar. Isitish bilan bog'liq jismlarning porlashi termal nurlanish deb ataladi. Bu radiatsiya tabiatda eng keng tarqalgan. Termal nurlanish muvozanat bo'lishi mumkin, ya'ni. yopiq (issiqlik izolyatsiyalangan) tizimdagi modda bilan termodinamik muvozanat holatida bo'lishi mumkin. Issiqlik nurlanishining miqdoriy spektral xarakteristikasi energiya yorqinligining spektral zichligi (emissiyasi):

energiya yorqinligining spektral zichligi qayerda; - energiya elektromagnit nurlanish, to'lqin uzunligi oralig'ida tananing birlik sirt maydonidan vaqt birligida chiqariladi;

Xususiyatlari to'liq quvvat butun to'lqin uzunligi oralig'ida tananing birlik sirt maydoniga termal nurlanish - energiya yorqinligi (integratsiyalashgan energiya yorqinligi):

3.2. Plank formulasi va qonunlari Qora jismning issiqlik nurlanishi

Stefan-Boltzman qonuni

1900 yilda Plank gipotezani ilgari surdi, unga ko'ra atom osilatorlari energiyani uzluksiz emas, balki porsiya-kvantalarda chiqaradi. Plank gipotezasiga muvofiq, spektral yorqinlik zichligi quyidagi formula bilan aniqlanadi:

. (3)

Plank formulasidan biz energetik yorqinlikning ifodasini olishimiz mumkin. Jismning energetik yorqinligining spektral zichligi qiymatini (3) formuladan (2) ifodaga almashtiramiz:

(4)

Integralni (4) hisoblash uchun biz yangi o'zgaruvchini kiritamiz. Bu yerdan; . Keyin formula (4) quyidagi shaklga o'zgartiriladi:

Chunki , keyin energetik yorqinlik uchun ifoda (5) bo'ladi keyingi ko'rinish:

. (6)

Aloqa (6) - Stefan-Boltzman qonuni, bu erda Stefan-Boltzman doimiysi Vt/(m 2 K 4).

Bu bizga Stefan-Boltzman qonunining ta'rifini beradi:

To'liq qora jismning energetik yorqinligi mutlaq haroratning to'rtinchi darajasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.

Termal nurlanish nazariyasida qora tana modeli bilan bir qatorda, kulrang tana tushunchasi ko'pincha ishlatiladi. Jism kulrang deb ataladi, agar uning yutilish koeffitsienti barcha to'lqin uzunliklari uchun bir xil bo'lsa va faqat sirt harorati va holatiga bog'liq bo'lsa. Kulrang tana uchun Stefan-Boltzman qonuni quyidagi shaklga ega:

termal emitentning emissiyasi qayerda (emissiya koeffitsienti).

· vinoning birinchi qonuni (Sharobning joy almashish qonuni)

Ekstremum uchun (3) munosabatni ko'rib chiqamiz. Buning uchun to'lqin uzunligiga nisbatan spektral zichlikning birinchi hosilasini aniqlaymiz va uni nolga tenglashtiramiz.

. (8)

Keling, o'zgaruvchini kiritamiz. Keyin (8) tenglamadan biz quyidagilarni olamiz:

. (9)

Umumiy holatda transsendental tenglama (9) ketma-ket yaqinlashish usuli bilan yechiladi. Haqiqiy haroratlar uchun (9) tenglamaning oddiyroq yechimini topish mumkin. Darhaqiqat, bu shartda (9) munosabat soddalashadi va quyidagi shaklni oladi:

da yechim bor. Shuning uchun

Ketma-ket yaqinlashish usulidan foydalangan holda (9) tenglamani aniqroq hal qilish quyidagi bog'liqlikka olib keladi:

, (10)

Qayerda mK.

Munosabatdan (10) Vienning birinchi qonuni (Venning joy almashish qonuni) ta'rifi kelib chiqadi.

Energetik yorqinlikning maksimal spektral zichligiga mos keladigan to'lqin uzunligi tana haroratiga teskari proportsionaldir.

Miqdor Vienning siljish qonunining doimiysi deb ataladi.

· sharobning ikkinchi qonuni

(10) tenglamadagi qiymatni energiya yorqinligining spektral zichligi ifodasiga (3) almashtiramiz. Keyin biz maksimal spektral zichlikni olamiz:

, (11)

Qayerda Vt/m 2 K 5.

Munosabatdan (11) Wienning ikkinchi qonunining ta'rifi kelib chiqadi.

Mutlaq qora jismning energiya yorqinligining maksimal spektral zichligi mutlaq haroratning beshinchi darajasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.

Miqdor Vena ikkinchi qonunining doimiysi deb ataladi.

1-rasmda energiya yorqinligining spektral zichligining ma'lum bir jism uchun to'lqin uzunligiga bog'liqligi ko'rsatilgan. turli haroratlar. Haroratning oshishi bilan spektral zichlik egri chizig'i ostidagi maydon Stefan-Boltzman qonuniga muvofiq haroratning to'rtinchi darajasiga mutanosib ravishda oshishi kerak, maksimal spektral zichlikka mos keladigan to'lqin uzunligi Wienning siljish qonuniga muvofiq haroratga teskari proportsional ravishda kamayishi kerak, va spektral zichlikning maksimal qiymati Wienning ikkinchi qonuniga muvofiq mutlaq haroratning beshinchi darajasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional ravishda oshishi kerak.

1-rasm

4. QURILMALAR VA AKSESSUARLAR. O‘RNATISH TA’RIFI

Ushbu ishda turli quvvatdagi (25, 60, 75 va 100 Vt) elektr lampalarning filamenti emissiya tanasi sifatida ishlatiladi. Elektr lampochkalari filamentining haroratini aniqlash uchun tok kuchlanish xarakteristikasi olinadi, undan filamentning statik qarshiligi () qiymati aniqlanadi va uning harorati hisoblanadi. 2-rasmda cho'g'lanma lampaning odatiy oqim kuchlanish xususiyati ko'rsatilgan. Ko'rinib turibdiki, past oqim qiymatlarida oqim qo'llaniladigan kuchlanishga chiziqli bog'liq va mos keladigan to'g'ri chiziq boshlang'ichdan o'tadi. Oqimning yanada oshishi bilan filament qiziydi, chiroqning qarshiligi oshadi va oqim kuchlanishining xarakteristikasidan og'ish chiziqli bog'liqlik, kelib chiqishi orqali o'tadi. Yuqori qarshilikda oqimni ushlab turish uchun yuqori kuchlanish talab qilinadi. Chiroqning differentsial qarshiligi monoton ravishda kamayadi va keyin deyarli doimiy qiymatni oladi va umuman oqim kuchlanishining xarakteristikasi chiziqli emas. Elektr lampasi tomonidan iste'mol qilinadigan quvvat nurlanish bilan olib tashlanadi deb faraz qilsak, biz chiroq filamentining emissiya koeffitsientini aniqlashimiz yoki quyidagi formula yordamida Stefan-Boltzman doimiyligini baholashimiz mumkin:

, (12)

chiroq filamentining maydoni qayerda; - qoralik darajasi; - Stefan-Boltzman doimiysi.

Formuladan (12) siz elektr chiroqning cho'g'lanma filamentining emissiya koeffitsientini aniqlashingiz mumkin.

. (13)

2-rasm

3-rasmda ko'rsatilgan elektr diagrammasi chiroqning joriy kuchlanish xususiyatlarini o'lchash, filamentning qarshiligini, uning haroratini aniqlash va termal nurlanish qonunlarini o'rganish uchun qurilmalar. K 1 va K 2 kalitlari oqim va kuchlanishni o'lchash uchun zarur bo'lgan chegaralar bilan elektr o'lchash asboblarini ulash uchun mo'ljallangan.

O'zgaruvchan qarshilik sxemaga ulangan o'zgaruvchan tok kuchlanishning 0 dan 220 V gacha silliq o'zgarishini ta'minlaydigan potentsiometrik sxema yordamida 220 V tarmoq kuchlanishi bilan.

Filament haroratini aniqlash metall qarshiligining haroratga ma'lum bog'liqligiga asoslanadi:

0 0 S da filamentning qarshiligi qayerda; - volfram qarshiligining harorat koeffitsienti, 1/deg.

3-rasm

Xona harorati uchun (14) ifodani yozamiz.

. (15)

(14) ifodani (15) atamaga bo'lib, biz quyidagilarni olamiz:

Bu erdan biz filamentning haroratini aniqlaymiz:

. (17)

Shunday qilib, oqim yo'qligida filamentning statik qarshiligini bilish xona harorati va oqim o'tganda filamentning qarshiligi, filamentning harorati aniqlanishi mumkin. Ishni bajarayotganda xona haroratidagi qarshilik raqamli elektr o'lchash asbobi (sinovchi) bilan o'lchanadi va filamentning statik qarshiligi Ohm qonuni yordamida hisoblanadi.

6. ISHNI BAJARISH TARTIBI

1. Cho‘g‘lanma lampani rozetkadan chiqarib oling va raqamli elektr hisoblagich yordamida xona haroratida tekshirilayotgan elektr chiroq filamentining qarshiligini aniqlang. O'lchov natijalarini 1-jadvalga yozing.

2. Chiroqni rozetkaga burang, chiroqning joriy kuchlanish xarakteristikasini o'qing (oqimning kuchlanishga bog'liqligi). 2-5 daqiqa davomida qisqa ta'sir qilishdan keyin har 5 mA oqim kuchini o'lchang. O'lchov natijalarini 1-jadvalga yozing.

3. (18) va (17) formulalar yordamida filamentning qarshiligi va harorati 0 C va K da hisoblang.

4. Formula (13) yordamida filamentning emissiya koeffitsientini hisoblang. Hisoblash natijalarini 1-jadvalga yozing.

Emissiya koeffitsientini hisoblash uchun eksperimental ma'lumotlar

1-jadval

5. 1-jadvaldagi ma'lumotlarga asoslanib, chiroqning joriy kuchlanish xarakteristikasini, qarshilik va emissiya koeffitsientining harorat va quvvatga bog'liqligini tuzing.