Расчет длины волны излучения, соответствующей максимуму спектральной излучательности

По измеренной температуре поверхности тела длина волны, соответствующая максимуму спектральной излучательности, может быть найдена из закона Вина:

,

где b = 0,0029 К×м - постоянная Вина.

Построение спектра излучения

Спектральная плотность потока излучения в зависимости от температуры и длины волны излучения определяется законом Планка:

,

где с ₁ = 3,74×10 ^{- 16} Вт× м² и с ₂ = 1,44×10 ^{- 2} м× К - постоянные излучения.

Построить график зависимости E _l от длины волны для диапазона
0,8< l< 50 мкм, считая степень черноты испытуемого тела не зависящей от длины волны (серое тело). Указать на графике значение E _l, соответствующее длине волны l _maxмаксимума спектра излучения при данной температуре.

 

    3. Контрольные вопросы и дополнительные задания

1. Найти температуру абсолютно черного тела, интегральный поток излучения которого равен потоку излучения испытуемого тела.

2. Найти поток излучения абсолютно черного тела, температура которого равна температуре испытуемого тела.

3. Для испытуемого тела найти коэффициент теплоотдачи излучением и эффективный коэффициент теплоотдачи.

4. Найти коэффициенты поглощения и отражения исследуемой поверхности.

5. Определить величину Q _л для случая, когда испытуемое тело помещено в цилиндрический кожух внутренним диаметром 50 мм. При этом считать, что конвективная составляющая теплового потока остается неизменной, а степень черноты поверхности кожуха такая же, как у испытуемого тела.

6. Как будет выглядеть на графике спектр излучения абсолютно черного тела при той же температуре?

 

 

Рекомендуемая литература

1. Луканин В.Н. Теплотехника. М.: Высш. шк., 2003.

2. Ерофеев В.Л. Теплотехника. М.: ИКЦ Академкнига, 2006.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

Справочная таблица термопары (хромель–копель)

 

Темпе-ратура, °С	ТермоЭДС, мВ
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
-20	-1,27	-1,35	-1,39	-1,46	-1,52	-1,58	-1,64	-1,70	-1,77	-1,83
-10	-0,64	-0,70	-0,77	-0,83	-0,89	-0,96	-1,02	1,08	-1,14	-1,21
-0	0	-0,06	-0,13	-0,19	-0,26	-0,32	-0,38	-0,45	-0,51	-0,58
+0	0	0,07	0,13	0,20	0,26	0,33	0,39	0,46	0,52	0,59
10	0,65	0,72	0,78	0,85	0,91	0,98	1,05	1,11	1,18	1,24
20	1,31	1,38	1,44	1,51	1,57	1,64	1,70	1,77	1,84	1,91
30	1,98	2,05	2,12	2,18	2,25	2,32	2,38	2,45	2,52	2,59
40	2,66	2,73	2,80	2,87	2,94	3,00	3,07	3,14	3,21	3,28
50	3,35	3,42	3,49	3,56	3,63	3,70	3,77	3,84	3,91	3,98
60	4,05	4,12	4,19	4,26	4,33	4,41	4,48	4,55	4,62	4,69
70	4,76	4,83	4,90	4,98	5,05	5,12	5,20	5,27	5,34	5,41
80	5,48	5,56	5,63	5,70	5,78	5,85	5,92	5,99	6,07	6,14
90	6,21	6,29	6,36	6,43	6,51	6,58	6,65	6,73	6,80	6,87
100	6,95	7,03	7,10	7,17	7,25	7,32	7,40	7,47	7,54	7,62
110	7,69	7,77	7,84	7,91	7,99	8,06	8,13	8,21	8,28	8,35
120	8,43	8,50	8,58	8,65	8,73	8,80	8,88	8,95	9,03	9,10
130	9,18	9,25	9,33	9,40	9,48	9,55	9,63	9,70	9,70	9,85
140	9,93	10,00	10,08	10,16	10,23	10,31	10,38	10,46	10,54	10,61
150	10,69	10,77	10,85	10,92	11,00	11,08	11,15	11,23	11,31	11,38
160	11,46	11,54	11,62	11,69	11,77	11,85	11,93	12,00	12,08	12,16
170	12,24	12,32	12,40	12,48	12,55	12,63	12,71	12,79	12,87	12,93
180	13,03	13,11	13,19	13,27	13,36	13,44	13,52	13,60	13,68	13,76
190	13,84	13,92	14,00	14,08	14,16	14,23	14,33	14,42	14,50	14,58
200	14,66	14,74	14,82	14,90	14,98	15,06	15,14	15,22	15,30	15,38

 

При определении перепада температур из таблицы выбирается ближайшее значение термоЭДС к показаниям милливольтметра, например, показания милливольтметра 6,4 мВ, выбираем ближайшее значение – 6,43 мВ, что соответствует 90 + 3 = 93 °С.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

 

Степень черноты полного нормального излучения для различных материалов

 

Наименование материала	t, °C	e
Алюминий полированный	50¸500	0,04¸0,06
Алюминий с шероховатой поверхностью	20¸50	0,06¸0,07
Алюминий сильно окисленный	50¸500	0,2¸0,4
Бронза полированная	50	0,1
Бронза пористая, шероховатая	50¸150	0,55
Вольфрам	200	0,05
Вольфрам	600¸1000	0,1¸0,16
Вольфрам	1500¸2200	0,24¸0,31
Латунь полированная	200	0,03
Латунь листовая, прокатная	20	0,06
Медь полированная	50¸100	0,02
Медь, окисленная до черноты	50	0,88
Нихромовая проволока чистая	50	0,65
Нихромовая проволока окисленная	50¸500	0,95¸0,98
Платиновая проволока	500¸1000	0,1¸0,16
Сталь листовая шлифованная	950¸1100	0,55¸0,61
Сталь листовая, прокат	50	0,56
Сталь окисленная	200¸600	0,8
Сталь нержавеющая после прокатки	700	0,45
Титан (полированная поверхность)	200	0,15
Титан, окисленный при 540 °С	500	0,5
Чугун обточенный	800¸1000	0.6¸0,7
Асбестовый картон	20	0,96
Вода (слой, толщиной более 0,1 мм)	50	0,95
Кирпич шамотный	1000	0,75
Лак черный матовый	40¸100	0,96¸0,98
Резина твердая	20	0,95
Стекло	20¸100	0,94¸0,97

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 3