Лабораторная работа «Изучение радиационных свойств поверхностей»

Практические задания

1. Используя образцы, изготовленные из разных материалов, измерить пирометром и термопарой их радиационную и термодинамическую температуру. В стационарном режиме процесса теплообмена рассчитать величину теплового потока, измерив величину тока и напряжения, подаваемого на нагревательный элемент. Рассчитать величину коэффициента излучения поверхностей исследуемых тел. Сравнить полученные значения с табличными. Объяснить отклонения расчетных значений от табличных. Сравнить излучательную способность металлов и неметаллов. Измерив температуру воздуха ртутным термометром, рассчитать коэффициент теплообмена поверхности и среды.

2. Исследовать интенсивность излучения поверхностей под разными углами. Изменяя расстояние между излучающей поверхностью и объективом пирометра, исследовать зависимость интенсивности излучения от расстояния. Проверить выполнение закона Ламберта и объяснить отклонения от этого закона в случае металлических и диэлектрических поверхностей.

3. Исследовать радиационный теплообмен двух параллельных поверхностей. Убедиться в уменьшении радиационных потоков в случае применения одного (двух) металлических экранов.

Лабораторная работа «Использование метода оптического сканирования в исследовании теплофизических процессов»

В работе исследуются двумерные температурные поля образцов, изготовленных из различных материалов. В качестве источников тепла используются электрические нагревательные элементы.

Образцы размещаются в ячейке, закрепленной на двухкоординатном столике. С помощью ИК пирометра регистрируется радиационная температура образцов. Зная коэффициенты излучения поверхностей исследуемых образцов, рассчитывается термодинамическая температура этих тел.

Практические задания

1. Имея аналитическое решение двумерной нестационарной задачи теплопроводности с соответствующими граничными условиями, сравниваются результаты, полученные расчетным и экспериментальным способами. Оцениваются погрешности экспериментальных методов измерения температуры.

2. Используя образцы разных размеров, измерить их температурные поля. Сравнить значения температур в соответствующих точках. Рассчитать распределение температуры в образце, используемом в эксперименте (по уравнению (24)). Сравнить экспериментальные и расчетные значения. Определить размеры образцов, при которых на профиль температурного поля начинает влиять теплообмен с боковых поверхностей (т.е. когда не выполняются условия одномерности теплового потока, или исследуемый образец перестает удовлетворять модели неограниченной пластины).

3. Определить коэффициенты температуропроводности материалов при использовании плоского импульсного теплового источника. С помощью пирометра измеряется температура в нескольких точках поверхности образца в различные моменты времени. Регистрируется время достижения максимума температуры в этих точках. Рассчитывается коэффициент а для каждой точки и среднее значение этого коэффициента.