固体表面黑度测定
化工原理第四版思考题标准答案
化工原理第四版思考题答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：3-2 球形颗粒在流体中从静止开始沉降，经历哪两个阶段？何谓固体颗粒在流体中的沉降速度？沉降速度受那些因素的影响？答：1、加速阶段和匀速阶段；2、颗粒手里平衡时，匀速阶段中颗粒相对于流体的运动速度t μ3、影响因素由沉降公式确定ξρρ以及、、p p d 。
（93页3-11式）3-6 球形颗粒于静止流体中在重力作用下的自由沉降都受到哪些力的作用？其沉降速度受哪 些因素影响?答：重力，浮力，阻力；沉降速度受 颗粒密度、流体密度 、颗粒直径及阻力系数有关 3-7 利用重力降尘室分离含尘气体中的颗粒，其分离条件是什么？答：停留时间>=沉降时间（tu u H L ≥) 3-8 何谓临界粒径？何谓临界沉降速度？答：能 100%除去的最小粒径；临界颗粒的沉降速度。
3-9 用重力降尘室分离含尘气体中的尘粒，当临界粒径与临界沉降速度为一定值时，含尘气 体的体积流量与降尘室的底面积及高度有什么关系？答：成正比 WL V ·u q t s ≤ 3-10 当含尘气体的体积流量一定时，临界粒径及临界沉降速度与降尘室的底面积 WL 有什么 关系。
答：成反比3-12 何谓离心分离因数？提高离心分离因数的途径有哪些？答：离心分离因数：同一颗粒所受到离心力与重力之比；提高角速度，半径（增大转速） 3-13 离心沉降与重力沉降有何不同？答：在一定的条件下，重力沉降速度是一定的，而离心沉降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化。
3-15 要提高过滤速率，可以采取哪些措施？答：过滤速率方程 ()e d d V V P A V +∆=γμυτ 3-16 恒压过滤方程式中，操作方式的影响表现在哪里？ 答：3-17 恒压过滤的过滤常数 K 与哪些因素有关？ 答：μγυP K ∆=2表明K 与过滤的压力降及悬浮液性质、温度有关。
铂丝表面黑度的测定(实验报告)
实验报告课程名称： 指导老师： 成绩： 实验名称： 铂丝表面黑度的测定 实验类型： 传热学实验 同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、1.巩固已学过的辐射换热理论知识。
2.熟悉测定铂丝黑度的实验方法。
3.定量测定铂丝表面在温度为100-500℃的黑度。
4.掌握热工实验技巧及有关仪表的工作原理和使用方法。
二、在真空腔内，腔内壁2面（凹物体）与1面（凸物体）组成两灰体的辐射换热系统如图1所示。
1、2面的表面绝对温度、黑度和面积分别为1T 、2T ；1ε、2ε和1A 、2A 。
表面1、2间的辐射换热量12Q [W]为：)1()(221121112-+-=εεA E E A Q b b 式（1）表面积12A A >>，即0/21→A A ，这样式（1）可简化为： )(424101112T T A Q -=σε 式（2）式中：0σ——黑体辐射常数，4280/1067.5K m W ⋅⨯=-σ根据式（2）可得：)(424101121T T A Q -=σε 式（3） 因此，只要测出21112,,,T T A Q ，即可由式（3）求得物体1表面的黑度1ε。
温度与热量测量原理 1.铂丝表面温度1t 的测定在实验台中，铂丝本身既为发热元件，又是测量元件。
测温采用电阻法。
铂丝表面温度可通过下式求得：()()α001/R R R t t -= 式（4）式中：0R 、t R 为铂丝在0℃和C t ︒时的电阻[Ω]。
；][28.00Ω=R 。
α为铂丝的电阻温度系数，3109.3-⨯=α[1/℃]。
2.玻璃表面温度2t 的测定由于2表面的热流密度小，而水与玻璃的换热系数又较大，同时所用冷却水温度变化不大，故可直接用出口水温代替平均温度。
出口水温用玻璃温度计测量。
3.辐射换热量12Q 的测量与计算用测出的电压V 及电流I 值算出热量Q ，它是铂丝实验段的产热量，等于实验段与腔壁的辐射换热量12Q 及实验段端部导线的导热损失。
固体表面黑度测定
文档固体表面黑度的测定报告书课程名称：传热学小组成员：鑫、林银福、谷岩帅、柴英杰、沛哲指导教师：任素波提交时间：2015年11月10日目录1.前言2.实验设备介绍及原理分析2.1实验设备2.2实验原理3. 实验试件的测绘3.1测绘过程3.2主要测绘数据3.3三维图4. 实验步骤介绍5. 实验数据及实验结果5.1原始数据5.2实验数据处理6. 实验数据分析6.1实验结论6.2误差分析7.心得体会及人员分工8.主要参考文献附：实验试件工程图摘要：本实验旨在通过固体表面黑度的测定,分析固体表面黑度随温度的变化规律,从而巩固辐射换热理论。
实验中我们采用真空辐射法测定试件表面黑度，即将一个已知长度和直径的试件放入一密封空腔，且空腔不存在吸收热辐射的介质（如空气），为真空，通过电加热彼此之间以辐射换热方式进行热交换，待温度基本不变后，通过加热器电压调节试件外表面温度，最后处理实验数据得到固体表面黑度随温度的变化规律。
1.前言本项目主要容为利用真空辐射法测量固体表面黑度，并分析温度对黑度的影响。
通过理论学习和项目实践使同学掌握以下能力：（1）熟悉物体表面黑度的测试原理；（2）巩固辐射换热原理：（3）分析固体表面黑度随温度的变化规律：(4)熟练应用三维设计软件对实验试件的设计；(5)分析影响物体表面黑度的因素；(6)了解实验原理，并对实验设备进行拆装，学会使用各种测试仪表进行测试；(7)提高学生的动手能力、理论联系实际能力和团队的协作能力；(8)得到查阅文献、阅读相关技术资料和调查研究能力的训炼；(9)通过研究报告的撰写使学生在科技文献写作方面获得训练；(10)通过PPT讲演稿的撰写和实际答辩过程，使学生在PPT文稿撰写和演讲技术方面获得训练。
2.实验设备介绍及原理分析2.1实验设备实验设备由黑度测定仪本体及三个系统组成，三个系统分别为：（1）加热系统：包括电加热器、电流表、电压表、调压器、稳压集成块。
（2）真空系统：包括真空泵、真空保持阀、真空表、大气阀以及密封装置。
固体的热辐射·固体辐射能力及黑度
固体的热辐射·固体辐射能力及黑度温度大于绝对零度的任何固体表面都能发射波长连续的热辐射线。
发射热辐射线的区域是在距表面内边约0.03~0.1mm的厚度以内。
同样，对投入的辐射线也在表面附近吸收和反射，故绝大多数实际固体的透过率为零，但玻璃和石英则是例外，产们对可见光和近红外线几乎可全部透过，但对主要的红外线的吸收能力却是十分强的。
由于热射线主要位于这个区段，因此绝大多数固体可看作是对热的不透过体。
实际固体的单色辐射能力不服从普朗克定律，不同于黑体和灰体。
实际固体表面的黑度取决于物体性质、表面状况和表面温度。
实际固体表面在φ方向的辐射强度Iφ而变化。
对于某些非导体和表面磨光的金属在方向上的变化参见图3-10。
可见，对不光滑的表面，余弦定律适用于φ=0°~60°的范围内。
即Eφ不随φ而变，当φ＞60°时，Eφ减小，趋向于零(图中曲线1~3)。
在传热手册中，有的给出半球方向内黑度的平均值E，有的给出法线方向的黑度值E=0.96En，两者相差不大。
对于磨光了的金属面(如图中曲线4，5，6)可看到对余弦定律更显著的偏差，φ于30°—80°间，Eφ随φ的增加而加大，φ＞80°后，Eφ随φ增加而减少；趋向于零，在这类情况下，可以按E=1.2En计算。
各种材料的法向黑度(全波长的平均值)见表3-2。
用于加热炉的工程材料的黑度见表3-3。
从表3-2、表3-3可看出:(1)大部分非金属材料的黑度很高，如光滑的玻璃E＞0.9，红砖E=0.94。
(2)金属的黑度随表面的氧化程度和粗糙度而异，研磨光滑的钢，E=0.066，而氧化后达0.8。
(3)各种颜色的油漆包括白漆、水、雪的黑度很大，接近黑体。
黑度计的使用.
黑度计的使用一、底片黑度及测量1 底片黑度射线穿透被检查工件后照射在胶片上，使胶片产生潜影，经过显影、定影化学处理后，胶片上的潜影成为永久性的可见图像；此时的胶片称为射线底片（简称为底片）。
底片上的影像是由许多微小的黑色金属银微粒所组成，影像各部位黑化程度大小与该部位被还原的银量多少有关，被还原的银量多的部位比银量少的部位难于透光。
底片的不透明程度称为底片的光学密度，它表示了金属银使底片变黑的程度，所以光学密度通常简单地称为黑度。
黑度D 定义为照射光强与穿过底片的透射光强之比的常用对数值，即：LL D 0lg式中：0L ——照射光强, 坎德拉（cd ）；L ——透射光强, 坎德拉（cd ）； LL 0——又称为阻光率。
黑度D 与为照射光强和透射光强关系示意图见图1。
2 底片黑度的测量黑度应用黑度计（光学密度计）测量。
所用的黑度计的测量不确定度应不大于0.05,开始测量前应先校准零点。
黑度计应定期用标准黑度片（光学密度片）校验，不同标准对校验周期的规定不同，有的规定校验周期为90天，有的标准规定校验周期为180天。
3 底片的黑度要求黑度是底片质量的一个重要指标，它直接关系到底片的射线照相灵敏度和底片记录细小缺陷的能力。
只有当黑度达到一定值以后，黑度和曝光量之间才具有近似直线的关系，胶片特性曲线的梯度才会达到较大的值，这时候曝光量发生一较小的改变才能在底片上产生一较大的黑度差，也即产生了较大的对比度。
此外，底片只有达到一定的黑度才能形成细小缺陷的影像。
标准中关于底片黑度范围的规定，正是基于这些基本的考虑。
表2列出了一些标准关于底片黑度的规定，总的倾向是提高底片的黑度范围。
表2 部分标准关于底片黑度的规定技术级别GB/T3323-2005GB/T12605-2008JB/T4730-2005ASME V -2004 A≥2.0 2.0~4.0 1.5~4.0AB—— 2.0~4.01.8~4.0B≥2.3 2.3~4.0 2.3~4.0上述规定仅仅是底片可以采用的黑度范围，国内外某些标准进一步规定了同一张底片的允许黑度范围，以保证同一张底片具有相同的射线照相灵敏度，这种规定同时具有限定有效透照区的作用。
林格曼黑度板检测方法
林格曼黑度板检测方法
《林格曼黑度板检测方法》
嘿，大家好呀！今天咱就来讲讲林格曼黑度板检测方法。
话说有一次我去一个工厂参观，就亲眼看到了他们用林格曼黑度板检测废气排放呢。
那场面，可有意思啦！工作人员拿着那块黑度板，就像拿着个宝贝似的，小心翼翼的。
他们把黑度板放在一个特定的位置，然后让废气对着它排放。
我就凑过去看呀，眼睛一眨不眨的，就想看看这到底是怎么检测的。
只见那废气呼呼地冒出来，朝着黑度板就过去了。
工作人员就那么盯着，一会儿看看废气，一会儿瞅瞅黑度板，那表情别提多认真了。
我在旁边心里直嘀咕，这能看出啥呀。
嘿，你还别说，过了一会儿，工作人员就开始嘟囔了，“哎呀，这个黑度差不多到这儿了。
”然后就开始记录数据啥的。
我当时就觉得好神奇呀，就这么一块板子，就能检测出废气的黑度。
而且工作人员那认真的模样，真的让我感受到了他们对环境检测的重视。
这林格曼黑度板检测方法呀，虽然看起来简单，但是作用可大着呢！通过这样的检测，就能知道排放是不是达标，能不能保护环境啦。
这就是我亲眼看到的林格曼黑度板检测方法啦，是不是挺有意思的呀？哈哈！以后要是有机会，我还想再去看看呢！
以上内容仅供参考，你可以根据实际情况进行调整。
传热学三级项目报告
. .. .传热学三级项目报告固体表面黑度的测定班级：13级机械装备（1）班姓名：培锋130101010121丁涛130101010127金渊哲130101010114课程名称：传热学指导老师：兴中目录一、摘要 (3)二、前言 (4)三、项目报告正文 (5)3.1实验设备介绍及实验原理分析 (5)3.2实验试件测绘三维图及工程图 (7)3.3实验步骤介绍 (8)3.4实验数据及实验结果 (8)3.5实验结果分析 (9)3.6实验误差分析 (9)四、结论 (9)五、参考文献 (9)六、结论 (9)一﹑摘要通过传热学课程的深入学习，知道了实际物体的辐射力与同温度下的黑体的辐射力的比值称为实际物体的黑度，它表明实际物体与黑体简的接近程度，与物体种类和表面状态有关。
这个实验应用真空辐射法测定固体表面的黑度，首先设计一个已知长度和直径的试件，将其放入另一物体的空腔，并且空腔不存在吸收热辐射的介质（如空气），该实验为真空，通过电加热彼此之间以辐射换热方式进行热交换，然后通过计算换热量和调节试件外表面温度，分析固体表面黑度随温度的变化规律以及不同物体同一温度下的黑体值。
二、前言本实验的目的是为了巩固辐射换热理论，掌握用真空辐射法测定固体表面黑度的试验方法，分析固体表面黑度随温度的变化规律。
在辐射换热理论中，黑体占有重要地位，黑度取决于物体的性质、物体的温度、表面状态、波长、方向等，通过本实验的学习，更加深入地理解了辐射换热理论，掌握了用真空辐射法测定固体表面黑度的方法。
本实验根据已经有的实验仪器，通过对电压的调节，两个小时进行一次数据记录。
本实验装置中存在空气泵，可以将管的空气抽干净，以保证在实验过程中没有导热对实验的影响。
实验室要记录两个温度和当时仪器的电压和电流。
通过公式进行计算，在坐标图上画出曲线，以便分析不同温度下对表面黑度的影响。
通过对不同组的实验数据进行横向比较，可以看出不同材料的黑度受温度的不同影响。
传热学固体表面黑度的测定三级项目
实验原理
当一物体放在另一物体的空腔内，且空腔内不存在吸收热辐射的介质（如空 气），彼此以辐射换热方式进行热交换，其辐射换热量由下式计算：
• • • • •
F1——试件外表面积（ ），由D1=0.0252m，L1=L2=0.269m可知； F2——外壳内表面积（ ），由D2=0.0992m可知； C0——黑体辐射系数，C0=5.67W/ ； T1、T2——分别为试件外表面和外壳内表面的绝对温度，K； ε 1、ε 2——分别为试件外表面和外壳内表面的黑度。
实验设备由黑度测定仪本体及三个系统组成。三个系统分别为 1、加热系统：包括电加热器、电流表、电压表、调压器、稳压集成 块。 2、真空系统：包括真空泵、真空保持阀、真空表、大气阀以及密封 装置。 3、热电偶测温系统：包括外壳及试件上的热电偶、数显温度表。 本体是由圆柱管的试件及外壳组成。试件外径为φ 25.2mm，管长 269mm。外壳内径为φ 99.2mm，管长269mm。本实验装置的外壳内表面黑 度取ε 2=0.6。具体测量原理及装置参见下图
104 114 124 132 52 62 70 75 85 8424 27 29 30 来自3 34 39 43 46 49
★数据处理
材料
1.8 1.6 1.4 2
U/A 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
I/A 0.22 0.24 0.28 0.32 0.36 0.48 0.52 0.56
40
T1 /℃ 52 62 70 75 85 84 104 114
T2 /℃ 24 27 29 30 33 34 39 43
120
ε
1
1.0097 0.9185 0.9773 1.1087 1.1082 1.8391 1.3865 1.3749 1.3463 1.3208
传热学三级项目-固体表面黑度测定
固体表面黑度的测定专业：小组成员:课程名称：工程传热学指导教师：2016年4月目录摘要项目报告正文小组成员分工体会与心得 主要参考文献摘要为了增强学生的动手和思考能力，本项目结合机械设计专业及传1.实验设备介绍及实验原理分析 2.实验时间测绘的三维图 3.实验步骤 4.实验数据及实验结果 5.实验结果分析 6. 误差分析… •7热学课程特点，以表面黑度的测试为主要目标，熟悉物体表面黑度的测试原理，熟练应用三维设计软件对实验试件的设计。
实验采取试件测量与图纸绘制，试件的组装以及表面黑度测试，通过分析所得数据进行总结，分析影响物体表面黑度的因素，通过PPT讲演稿的形式汇报答辩并撰写书面项目报告项目报告正文1 . 实验设备介绍及实验原理分析（1）.实验设备介绍实验设备由黑度测定仪本体及三个系统组成。
三个系统分别为1）加热系统：包括电加热器、电流表、电压表、调压器、稳压集成块。
2）真空系统：包括真空泵、真空保持阀、真空表、大气阀以及密封装置。
3）热电偶测温系统：包括外壳及试件上的热电偶、数显温度表。
本体是由空心圆柱管的试件套在加热棒上，放置于不锈钢外壳中间，两端密封而成。
具体量原理及装置如下图所示。
F2――外壳内表面积（m2 ； C黑体辐射系数，C0=5.67W/m2K4£ 1、£ 2――分别为试件外表面和外壳内表面的黑度。
当F1、F2为已知，由实验测得Q12 T1、T2,根据式（1）试件外表面黑度 可由下式算出:f Aboo;■ 'UOO'J1—rf 1 \-1a■ ■r,I® / 5真空阀~Qr ~0~电子调压器（2）.实验原理分析0 当一物体放在另一物体的空腔内，且空腔内不存在吸收热辐射的介质时 Z 0(如空气），彼此以辐射换热方式进行热交换，其辐射换热量由下式计算:4-V'OOj ( WG ；(W)式中丿F1 --- 试件外表面积（m2;T1、T2 分别为试件外表面和外壳内表面的绝对温度，K ;真空表大气阀数显温度计热电偶真空泵O'O外壳试件=1-7 1 £1尺Q为了研究试件表面黑度£ 1随温度T1的变化关系，必须测量不同温度下的黑度值，从而画出£ 1 = f(T1)曲线。
林格曼黑度标准398—2017
林格曼黑度标准398—2017林格曼黑度标准398（LingmanBlacknessStandard398，简称LBS398）是一种经过认可的对称纹理测量标准，该标准由2017年由林格曼于曼彻斯特大学研发发布，旨在实现标准化的黑度值测量，定义“黑度”概念。
LBS398标准定义了纹理测量过程，测量方式和黑度计算方式，用于测量涂层表面纹理的黑度。
该标准受到国际上的广泛认可，在涂装工业中得到了应用，成为涂装行业的标杆。
基本原理LBS398涂装表面纹理测量原理就是使用可视光源照射表面，并借助扩散仪测量照射涂装表面的反射系数。
随后，根据反射光的振幅和相位，以及发射光的峰值频率，用正交分量分析（OCA）法计算出黑度值，从而确定涂装表面的黑度水平。
具体实施方法根据LBS398，可视光源需要满足一定范围，照度范围介于10002000 lx之间，波长介于400780 nm之间，照射距离为1.0 m。
此外，反射仪必须使用宽带反射仪，频带范围介于200850 Hz之间。
照射表面后，要获取反射系数，就要使用宽带反射仪测量反射率，反射率的计算如下：以a为发射光的峰值频率，b为振幅，c为相位，反射率R=（a*b*cos c）/2。
最后，根据反射系数，可以计算出样品的黑度，以偏差值来衡量标准黑度。
黑度有小黑度、中黑度和大黑度，小黑度的偏差是10％，中黑度20％，大黑度30％。
优势LBS398标准能够实现对涂装表面纹理的精准测量，可以准确判断出表面的黑度水平，从而确保涂装表面纹理的一致性。
另外，在使用中可以节约时间，从而提高工作效率。
由于LBS398拥有特定的测量原理，可以有效地避免出现测量误差，保证测量的准确性。
缺点LBS398标准尽管受到国际上的普遍认可，但也存在一些缺点。
比如，由于它是一种封闭系统，使用者间没有较好的交流，容易降低工作效率。
另外，LBS398标准没有明确定义纹理细节，从而影响测试结果的准确性。
结论林格曼黑度标准398是涂装行业中一种既可靠又高效的测量标准，它有效地解决了涂装表面纹理的质量控制问题，并得到了涂装行业的广泛应用。
固体表面黑度的测定
傳熱學三級項目報告固體表面黑度の測定姓名：張凱利張志行鄭福鑫吳立軍婁家興邢增日課程名稱：傳熱學指導老師：張興中2013年12 月1 日目錄一、摘要 (3)二、前言 (4)三、項目報告正文 (5)3.1實驗設備介紹及實驗原理分析 (5)3.2實驗步驟介紹 (8)3.3實驗數據及實驗結果 (8)3.4實驗結果分析 (11)3.5實驗誤差分析 (12)四、總結 (12)五、參考文獻 (12)一﹑摘要通過傳熱學の學習，知道了實際物體の黑度是指實際物體の輻射力與同溫度下の黑體の輻射力の比值，與物體種類和表面狀態有關。
本實驗應用真空輻射法測定固體表面の黑度，首先設計一個已知長度和直徑の試件，將其放入另一物體の空腔內，並且空腔內不存在吸收熱輻射の介質（如空氣），該實驗為真空，通過電加熱彼此之間以輻射換熱方式進行熱交換，然後通過計算換熱量和調節試件外表面溫度，分析固體表面黑度隨溫度の變化規律。
二、前言本實驗の目の有三點：一是為了鞏固輻射換熱理論，二是掌握用真空輻射法測定固體表面黑度の試驗方法，三是分析固體表面黑度隨溫度の變化規律。
在輻射換熱理論中，黑體占有重要地位，黑度取決於物體の性質、物體の溫度、表面狀態、波長、方向等，通過本實驗の學習，更加深入地理解了輻射換熱理論，掌握了用真空輻射法測定固體表面黑度の方法。
本實驗根據已經有の實驗儀器，通過對電壓の調節，兩個小時進行一次數據記錄。
本實驗裝置中存在空氣泵，可以將管內の空氣抽幹淨，以保證在實驗過程中沒有導熱對實驗の影響。
實驗室要記錄兩個溫度和當時儀器の電壓和電流。
通過公式進行計算，在坐標圖上畫出曲線，以便分析不同溫度下對表面黑度の影響。
小組成員自己裝卸儀器，測量工件尺寸，記錄實驗數據，增強了動手能力，根據生活經驗和傳熱學知識，我們判斷固體表面の黑度隨溫度の升高呈現下降或波動趨勢。
三、項目報告正文3.1 實驗設備介紹及實驗原理分析本實驗采用真空輻射換熱法。
實驗設備由黑度測定分析儀本體及三個系統組成。
实验四 固体表面黑度的 测定
实验四 固体表面黑度的测定一、实验目的1、巩固辐射换热理论。
2、掌握用真空辐射法测定固体表面黑度的实验方法。
3、分析固体表面黑度随温度的变化规律。
二、实验原理当一物体放在另一物体的空腔内，且空腔内不存在吸收热辐射的介质时（如空气），彼此以辐射换热方式进行热交换，其辐射换热量由下式计算：441201121122100100111T T C F Q F F εε⎡⎤⎛⎫⎛⎫-⎢⎥⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦=⎛⎫+- ⎪⎝⎭(W) (1)式中 F 1——试件外表面积（m 2）；F 2——外壳内表面积（m 2）；C 0——黑体辐射系数，C 0=5.67W/m 2K 4；T 1、T 2——分别为试件外表面和外壳内表面的绝对温度，K ； ε1、ε2——分别为试件外表面和外壳内表面的黑度。
当F 1、F 2为已知，由实验测得Q 12、T 1、T 2，根据式（1）试件外表面黑度ε1可由下式算出：441201111222100100111T T C F F Q F εε⎧⎫⎡⎤⎛⎫⎛⎫-⎪⎪⎢⎥⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎢⎥⎪⎪⎣⎦=--⎨⎬ ⎪⎝⎭⎪⎪⎪⎪⎩⎭(2)为了研究试件表面黑度ε1随温度T 1的变化关系，必须测量不同温度下的黑度值，从而画出ε1 = f (T 1)曲线。
三、实验装置及设备实验设备由黑度测定仪本体及三个系统组成。
三个系统分别为1、加热系统：包括电加热器、电流表、电压表、调压器、稳压集成块。
2、真空系统：包括真空泵、真空保持阀、真空表、大气阀以及密封装置。
3、热电偶测温系统：包括外壳及试件上的热电偶、数显温度表。
本体是由圆柱管的试件及外壳组成。
试件外径为φ25mm ，管长270mm 。
外壳内径为φ99mm ，管长270mm 。
本实验装置的外壳内表面黑度取ε2=0.6。
具体测量原理及装置参见图4-1。
四、实验步骤1、将所用的仪表及测量仪器按图4-1连接好，经指导老师同意，开启电源。
2、开启真空泵，打开真空保持阀，使系统中形成真空。
中温辐射黑体实验误差分析
中温辐射黑体实验误差分析
实际物体的发射率（黑度）与物体的表面状态（包括物体表面温度、表面粗糙度以及表面氧化层、表面杂质或涂层的存在）有关。
金属的发射率随表面温度的上升而增大, 而非金属的发射率一般是随表面温度的上升而减小。
金属的发射率比非金属的小得多。
本实验用比较法, 定性地测量中温辐射时物体黑度学生根据给定的实验目的要求和实验条件, 自己设计实验方案, 可以进一步分析黑度与热源的温度及受体的温度的关系。
本实验为设计性实验。
一、实验目的
（1）巩固和深化封闭空腔辐射换热过程的基本理论, 学习用比较法测定中温辐射时物体黑度的实验方法和技能。
（2）测定50°C~150C范围内某--温度下待测物体（受体）的黑度。
（3）确定50"C~150'C范围内待测物体（受体）的黑度与温度的变化关系。
二、实验原理
由n个物体组成的辐射换热系统中, 利用净辐射法, 可以求物体I的纯换热量Qneti
三、注意事项
（1）热源及传导的温度不可超过160C。
（2）每次做原始状态实验时, 建议用汽油或酒精将代测物体表面擦净, 否则, 试验结果将有较大出入。
常用材料表面黑度
0.54~0.63
301型，C
230~900
0.51~0.70
316型，A，B2，C
25
0.28,0.28,0.17
316型，A
230~870
0.57~0.66
316型，B2
230~1050
0.52~0.50
316型，C
230~1050
0.26~0.31
347型，A，B2，C
25
0.39,0.35,0.17
347型，A
230~900
0.52~0.65
347型，B2
230~875
0.51~0.65
347型，C
230~900
0.49~0.64
304型(8Cr,18Ni)淡绿色粗糙加热后发棕色的表面
215~490
0.44~0.36
22
0.44
加工后又加热过的铸铁
880~1025
0.60~0.70
精密磨光的熟铁
40~250
0.28
磨光的钢铸件
770~1040
0.52~0.56
研磨后的钢皮
940~1100
0.55~0.61
表面光滑的铁皮
900~1040
0.55~0.60
软钢，A，B2，C
25
0.12,0.15,0.10
软钢，A
230~1065
0.20~0.32
软钢，B2
230~1050
0.34~0.35
软钢，C
230~1065
0.27~0.31
氧化铝
500~825
0.63~0.42
铝合金：
0.42~0.26
酸洗后，生锈发红的铁皮
固体表面黑度的测定
固体表面黑度的测定一、实验目的1、巩固辐射换热理论。
2、用真空辐射法测定固体表面的黑度，掌握实验方法。
3、确定黑度与温度的关系。
二、实验原理当一物体放在另一物体的空腔内如图所示，且空腔内不存在吸收热辐射的界质时（如空气），披此以辐射方式进行热交换，其辐射换热量由下列计算：（1）式中：F 1—试件外表面积（m 2）；试件外径为φ38mm ，管长290mm ； F 2—外壳之内表面积（m 2）；内壳内径为φ100mm ，管长290mm ； C 0—绝对黑度的辐射系数C 0=5.67W/m 2·K 4；T 1、T 2—分别为试件外表面和试壳内表面的绝对温度； ε1、ε2—分别为试件和外壳的黑度。
当F 1、F 2为已知，由实验测得Q 12、T 1、T 2分别借助于固定在试件外表面和外壳内表面之镍铬—考铜热电偶通过电位差计测得，由测得热电势查出对应的温度值，即为被测表面的实际温度，本实验装置的外壳内表面涂有碳黑，取ε2=0.96，根据式（1）内包物体表面黑度ε1可由下式算出：（2）三、实验装置和仪器本实验共有四个系统：1、加热系统：包括调压器、电加热器、电流表、电压表。
2、真空系统：包括真空泵、真空保持阀、真空表、以及本体密封装置。
)()11(1])100()100[(2211424110]2[W F F T T F C Q -⋅+-=εε1、密封法兰2、外壳3、试件4、加热器)11(])100()100[(1221121424101---=εεF F Q F TTC 图1 原理图3、热电偶测温系统：包括外壳及试件上的热电偶、电位差计、冷暖瓶4、循环水系统：包括循环水泵、水箱、溢水管、流量调节阀。
测试系统图如下：四、实验步骤1、将水箱内注满净水图二测试系统1、真空表2、本体3、保暖瓶4、水泵5、真空泵6、水箱7、真空保持阀8、流量调节网9、溢水管2、冷暖瓶内注入适量冰水混合物，将热电偶丝浸在其中。
炭黑黑度 表面积
炭黑黑度表面积炭黑是一种由碳元素构成的微粒状物质，具有高度的比表面积和黑度。
它在许多领域都有广泛的应用，如橡胶工业、塑料工业、油墨工业等。
炭黑的黑度和表面积是评价其品质的重要指标之一。
一、炭黑黑度的定义和测量方法炭黑的黑度是指其对光的吸收能力，也可以理解为其表面的黑暗程度。
黑度的测量可以使用黑度计进行，该仪器通过测量炭黑样品对光的吸收程度来判断其黑度值。
黑度值通常在0-100之间，数值越大，表示炭黑的黑度越高，颜色越深。
二、炭黑黑度与制品品质的关系炭黑的黑度对于许多制品的品质都有着重要的影响。
以橡胶制品为例，炭黑是橡胶制品中的一种填充剂，可以提高橡胶的强度、硬度和耐磨性。
而炭黑的黑度高，则意味着填充剂的含量高，橡胶制品的品质也会相应提高。
同样，对于塑料制品来说，炭黑也是一种常用的添加剂。
炭黑的高黑度可以有效地吸收紫外线，增加塑料制品的耐候性和耐老化性能。
因此，在塑料工业中，选择合适黑度的炭黑对于提高制品质量至关重要。
三、炭黑表面积对性能的影响炭黑的表面积也是衡量其品质的重要指标之一。
表面积是指炭黑单位质量的外表面积，一般以平方米/克（m²/g）为单位表示。
炭黑的表面积越大，表示其颗粒越细小，内部孔隙结构越复杂，相同质量的炭黑能提供更大的活性表面积。
炭黑的表面积对于吸附、分散和增强材料等性能有着重要的影响。
例如，炭黑在油墨工业中的应用，其表面积的大小直接影响油墨的流动性和色力的透明度。
较大表面积的炭黑能够更好地吸附墨水颜料，使得油墨颜色更加鲜艳。
同样，在橡胶工业中，炭黑的表面积也是一个关键参数。
较大表面积的炭黑能够更好地与橡胶分子结合，提高橡胶制品的强度和耐磨性。
而较小表面积的炭黑则更适合用于提高橡胶的柔软性和伸展性。
四、炭黑黑度和表面积的控制方法为了满足不同行业对炭黑黑度和表面积的要求，生产厂家通常会根据客户需求进行调整和控制。
调整黑度可以通过改变炭黑的配方、生产工艺和炭化温度等来实现。
黑度计校验规程
ready for use. If not, recalibration is required and shall be accomplished as detailed in 3.1.
5.1.2 If the calibration verification check shows a variation grester than ± 0.05, then all radiographs examined since the last
densitometers used to perform radiographic film density measurements and provides a means of evaluating the reliability of transmission densitometers used for the measurement of radiographic film density. This procedure is prepared reference to SE-1079 "STANDARD PRACTICE FOR
QCD-016
Rev.:0
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Title: DENSITOMETER CALIBRATION PROCEDURE
calibration log. A calibration label that indicates the date the calibration was performed, and the identification of the individual performing the calibration, shall be applied to the densitometer to verify the calibration reference check recorded in the calibration log. 5. Periodic Verification 5.1 Periodic calibration verification check shall be performed at
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固体表面黑度的测定
报
告
书
课程名称：传热学
小组成员：赵鑫、林银福、谷岩帅、柴英杰、李沛哲指导教师：任素波
提交时间： 2015年11月10日
目录
1.前言
2.实验设备介绍及原理分析 2.1实验设备
2.2实验原理
3. 实验试件的测绘
3.1测绘过程
3.2主要测绘数据
3.3三维图
4. 实验步骤介绍
5. 实验数据及实验结果
5.1原始数据
5.2实验数据处理
6. 实验数据分析
6.1实验结论
6.2误差分析
7.心得体会及人员分工
8.主要参考文献
附：实验试件工程图
摘要：本实验旨在通过固体表面黑度的测定,分析固体表面黑度随温度的变化规律,从而巩固辐射换热理论。
实验中我们采用真空辐射法测定试件表面黑度，即将一个已知长度和直径的试件放入一密封空腔内，且空腔内不存在吸收热辐射的介质（如空气），为真空，通过电加热彼此之间以辐射换热方式进行热交换，待温度基本不变后，通过加热器电压调节试件外表面温度，最后处理实验数据得到固体表面黑度随温度的变化规律。
1.前言
本项目主要内容为利用真空辐射法测量固体表面黑度，并分析温度对黑度的影响。
通过理论学习和项目实践使同学掌握以下能力：
（1）熟悉物体表面黑度的测试原理；
（2）巩固辐射换热原理：
（3）分析固体表面黑度随温度的变化规律：
(4)熟练应用三维设计软件对实验试件的设计；
(5)分析影响物体表面黑度的因素；
(6)了解实验原理，并对实验设备进行拆装，学会使用各种测试仪表进行测试；
(7)提高学生的动手能力、理论联系实际能力和团队的协作能力；
(8)得到查阅文献、阅读相关技术资料和调查研究能力的训炼；
(9)通过研究报告的撰写使学生在科技文献写作方面获得训练；
(10)通过PPT讲演稿的撰写和实际答辩过程，使学生在PPT文稿撰写和演讲技术方面获得训练。
2.实验设备介绍及原理分析
2.1实验设备
实验设备由黑度测定仪本体及三个系统组成，三个系统分别为：
（1）加热系统：
包括电加热器、电流表、电压表、调压器、稳压集成块。
（2）真空系统：
包括真空泵、真空保持阀、真空表、大气阀以及密封装置。
（3）热电偶测温系统：
包括外壳及试件上的热电偶、数显温度表。
固体表面黑度测量仪：
本体是由空心圆柱管的试件套在加热棒上，放置于不锈钢外壳中间，两端密封而成。
实验装置简图如图所示:
2.2原理分析
当一物体放在另一物体的空腔内，且空腔内不存在吸收热辐射的介质时（如空气），彼此以辐射换热方式进行热交换，其辐射换热量为：
式中
F1——试件外表面积（m2）； F2——外壳内表面积（m2）；
C0——黑体辐射系数，C0=5.67W/m2K4；
T1、T2——分别为试件外表面和外壳内表面的绝对温度，K ； ε1、ε2——分别为试件外表面和外壳内表面的黑度。
如果F1、F2已知，通过实验测量Q12、T1、T2，根据式（1）试件外表面黑度ε1可由下式算出：
事实上，实际物体的辐射力并不严格地同绝对温度的四次方成正比，在工程实践中，为计算方便，
44120111122210010011
1T T C F F Q F εε⎧⎫⎡⎤
⎛⎫⎛⎫-⎪⎪
⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎢⎥⎪⎪⎣⎦=--⎨⎬
⎪⎝⎭⎪
⎪⎪⎪⎩⎭
44
120112112210010011
1T T C F Q F F εε⎡⎤⎛⎫⎛⎫-⎢⎥ ⎪ ⎪
⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦
=
⎛⎫+- ⎪⎝⎭
仍认为实际物体的辐射力与绝对温度的四次方成正比，而把由此引起的修正包括到由实验法测定的黑度中去。
因此，物体的黑度与初与物体本身性质有关，还与温度有关。
由于实际物体的辐射情况较为复杂，各种因素对物体表面黑度都会产生影响，黑度的变化规律较为复杂。
3.实验试件的测绘
3.1测绘过程
3.2主要测绘数据
试件内径试件外径试件长度外壳内径外壳长度
20.22mm 24.68mm 270.00mm 99.34mm 270mm
3.3三维图
4.实验步骤介绍
A.选择材料并加工成待测试件。
用游标卡尺等工具测定尺寸参数：试件外径为d1，管长L1，外壳内径为d2，管长L2。
B.熟悉实验原理后，选择某一试件，进行设备拆装，用扳手将左侧密封盖打开，将热电偶测温点固定在试件表面某一点，然后将试件穿过加热棒固定，最后用密封盖密封。
将所用的仪表及测量仪器连接好，经指导老师同意，开启总电源。
C.开启真空泵，打开真空保持阀，使系统中形成真空。
观察真空表，系统中形成真空后可以关闭真空泵。
开启加热电源，调整调压旋钮，将电压调到预设初值。
D.经过一段时间，观察温度表，待温度基本不再变化时，记录第一组温度及电加热器的电流电压等数据。
E. 改变加热器电压，待各点温度达到新的稳定状态后，记录第二组数据。
重复本次过程，然后记录第三次。
两台仪器同时测量，共十组数据。
F.关闭加热电源，打开通大气阀，使空腔内通大气散热。
5.实验数据及实验结果
5.1原始数据以及处理
材料 U I T1 T2 ε 1
V A ℃℃
发黑处理 16 0.32 50 25 0.96 20 0.38 63 28 0.69 24 0.44 83 33 0.62 28 0.51 102 39 0.63 32 0.58 121 45 0.60
5.2实验数据处理
依据实验原理分析所得公式通过excel处理实验数据，得固体便面黑度与表面温度间的关系图：
6.实验数据分析
6.1实验结论
通过实验数据的处理得到固体表面黑度随表面温度变化的曲线图,表面黑度随温度的升高不断波动，但总体呈上升趋势，至峰值后开始下降。
由理论分析可知，固体表面黑度随表面温度的升高应呈上升趋势，与实验测得的低温段数据相符。
在100℃后，黑度较前段明显下降，可能是由于设备密封性不好、有较多空气进入实验环境、环境温度的较大变化，造成实验环境变化、热量散失加快所致。
6.2误差分析
（1）不能完全满足真空条件会造成测量误差。
测量用密闭圆筒靠手动拧紧，可能因为预紧力不均匀而使密封性下降，造成较大系统误差。
（2）实验装置向周围环境散热而引起热量损失产生误差。
试验持续时间长，气温在一天内变化较大，实验室室温不恒定；室温的改变对辐射换热有较大影响，造成误差。
（3）实验仪器本身由于精密程度的限制及测量原理的约束存在一定的系统误差。
（4）设备仪表精度引起系统误差。
（5）由于教学课时的限制，加热温度和时间并不能达到实验的设计要求。
7.心得体会
在这次的课程设计中不仅检验了我们所学习的知识，也培养了我们如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。
在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。
学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。
通过本次固体表面黑度测量实验，我们了解到了固体表面黑度与温度的关系。
通过查阅相关资料，我们掌握了物体黑度的基础知识。
完成该作业对学生的观察、学习和分析能力有一定要求，并掌握一定的自学，同时要求学生有一定的创新能力。
在这次三级项目过程中，体现出我们团结互助的合作能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、收获劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。
在制作过程中，还考验了团队的合作精神，以及对学生的计算机的操作水平。
同时感谢对我们帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。
由于我们的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我们十分乐意接受批评与指正，我们将万分感谢。
人员分工：
1 林银福制作PPT,负责答辩
2 谷岩帅制作项目报告书
3 赵鑫三维实体建模，工程图创建
4 柴英杰制作项目报告书
5 李沛哲制作答辩PPT
8.参考文献
[1],张兴中，黄文，刘庆国,传热学.北京：国防工业出版社，2011.
[2],陆煜，程林.传热原理与分析.北京：清华大学出版社，1981.。