CC BY
10
electric machine. // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Т. 10. № 12. С. 31427-31440.
6.Kopylov A.M., Ivshin I.V., Safin A.R., Misbakhov R.S., Gibadullin R.R. Assessment, calculation and choice of design data for reversible reciprocating electric machine. // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Т. 10. № 12. С. 31449-31462.
7.Москаленко Н.И., Мисбахов Р.Ш., Ермаков А.М., Гуреев В.М. Моделирование процессов теплообмена и гидродинамики в кожухотрубном теплообменном аппарате. // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2014. № 11-12. С. 75-80.
УДК 621.432.3
Кувшинов Н.Е.
инженер научно-исслед. лаборатории «ФХПЭ» Казанский государственный энергетический университет
Россия, г. Казань
ЭМПИРИЧЕСКИЙ МЕТОД ИЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ Аннотация: В данной статье рассматривается эмпирический метод излучательной способности.
Ключевые слова: Принципиальная схема, степень черноты, эталонные излучатели, излучения, висмут.
Kuvshinov N.E. engineer laboratory "FHPE" Kazan State Power Engineering University
Russia, Kazan EMPIRICAL METHOD OF RADIATION ABILITY Abstract: In this paper we consider the empirical method of emissivity. Keywords: Schematic diagram of the degree of blackness, reference emitters, radiation, bismuth.
Исследование интегральной излучательной способности выполнялось радиационным методом. Калориметрический метод не позволяет получать высокие температуры и имеет большую погрешность (±17 %).
Металлы без окисной пленки на поверхности не являются диффузными излучателями, хотя и теплое излучение формируется в очень тонком поверхностном слое. Излучение неокисленных металлов в твердом состоянии всегда направленное, т. е. интенсивность излучения изменяется в зависимости от угла 0 между нормалью к излучающей площадке и направлением излучения: Е = f(0).
Индикатрисой излучения называется вид распределения интенсивности излучения по направлениям 1(0) в пределах изменения угла 0 между направлением излучения и нормалью к излучающей площадке от 0° до 90°. Адекватной характеристикой излучения является степень черноты s, определяемая как отношение интенсивности излучения объекта к
интенсивности излучения эталонного излучателя - абсолютно черного тела -при одинаковых температурах. Поэтому количественно индикатриса излучения может характеризоваться изменением направленной
интегральной степени черноты 8(0) при изменения угла 0 между направлением излучения и нормалью к излучающей площадке от 0° до 90°. Так как индикатрисы симметричны относительно нормали к излучающей площадке, то вполне достаточным является рассмотрение 8(0) в пределах изменения угла 0 от 0° до 90°.
Индикатрисы излучения металлов являются важным параметром, который необходимо учитывать для повышения точности расчетов теплообмена излучением. Однако имеющиеся в научной и справочной литературе данные по индикатрисам излучения сталей очень ограничены и неполны. Приводятся результаты по направленной интегральной степени черноты 8(0) для стали Х15Н80, окисленной при температуре 1273 К с продолжительностью времени окисления на воздухе 1, 2, 4 и 20 ч. Данные по индикатрисам излучения алюминиевой бронзы и висмута приведены в , без указания температур и состояний поверхностей образцов. Данные по индикатрисе излучения латуни также приведены без указания температуры и состояния поверхности образца.
Принципиальная схема экспериментальной установки для измерения направленной степени черноты 8(0) металлов, по значениям которых строится индикатриса излучения, приведена на рис.1.
Поток теплового излучения от исследуемого образца 2 проходит через коллиматорную трубу 3, ограничивается поворотной диафрагмой 4, затем фокусируется параболическим зеркалом 5 на приемник инфракрасного излучения 7, в качестве которого использован термостолбик. Нагрев образца до требуемой температуры производится с помощью электропечи сопротивления 1 путем изменения величины напряжения, подаваемого на электропитание печи. Электрическая печь 1 вместе с образцом 2 и ограничивающей диафрагмой при проведении экспериментов синхронно могут поворачиваться на требуемый угол 0 относительно оптической оси.
Рис.1. Схема экспериментальной установки для измерений направленной степени черноты металлов 8(0): 1 - электрическая печь для нагрева образцов; 2 - исследуемый образец; 3 - водоохлаждаемая коллиматорная труба; 4 - поворотная диафрагма; 5 - внеосевое параболическое зеркало; 6 - заслонки (экраны); 7 - приемник инфракрасного излучения; 8 - водо-охлаждаемый корпус; 9 - термопара
Экранирующие заслонки служат для определения величины фонового теплового излучения. Термостабилизация приемника инфракрасного излучения осуществляется путем применения водоохлаждаемого корпуса. Поддержание постоянной температуры циркулирующей воды в корпусе приемника и в коллиматорной трубе производится с помощью термостата.
Измерение температуры излучающей поверхности образцов осуществлялось тремя хромель-алюмелевыми термопарами с диаметром термоэлектродов 0,2 мм. Термопары располагаются равномерно по окружности на расстоянии 3 мм от проекции угла визирования приемника излучения на образец. Горячие спаи термопар устанавливаются заподлицо с излучающей поверхностью образцов.
Перед началом экспериментов приемник инфракрасного излучения градуируется по высокотемпературному эталонному излучателю - трубчатому абсолютно черному телу, эффективная степень черноты которого
составляет 8эт = 0,995.
Направленная степень черноты образцов определяется по формуле:
8 (0) = 8эт (Е(0) - Еф(0))/ (Е о(0) - Еоф(0)),
где Е(0), Ео(0) - соответственно, плотности излучения от исследуемого образца и эталонного излучателя при одинаковых температурах Т, Вт/м2;
Еф(0), £оф(0) - плотности фонового излучения при измерениях на образце и эталонном излучателе, Вт/м2.
В формуле (1) направленная плотность излучения Е(0) является не только характеристикой диффузности излучения. В связи со схемой измерений (рис. 1), Е(0) количественно уменьшается за счет диафрагмирования излучающей площадки металла за счет поворотной диафграгмы.
Если не использовать поворотную диафрагму 4, то при повороте образца 2 величина его излучающей площадки также увеличивалась бы. Однако для эталонного излучателя - абсолютно черного тела -интенсивность излучения одинакова во всех направлениях, так как излучающим объектом является полость.
Использованные источники:
1.Сафин А.Р., Мисбахов Р.Ш., Гуреев В.М. Обоснование рационального размещения трансформаторных подстанций в системе электроснабжения.// Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2014. № 7. С. 6168.
2.Гуреев В.М., Мисбахов Р.Ш., Гумеров И.Ф. Улучшение экологических и экономических характеристик газопоршневого двигателя камаз 820.20.200 в составе электросиловой установки АП100С-Т400-1Р. // Энергетика Татарстана. 2009. № 2. С. 26-30.
3.Мисбахов Р.Ш., Мизонов В.Е. Моделирование теплопроводности в составной области с фазовыми переходами. // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2015. № 4. С. 39-43.
4.Шуина Е.А., Мизонов В.Е., Мисбахов Р.Ш. Влияние поперечной неоднородности потока газа на кривую разделения гравитационного классификатора. // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2015. № 5. С. 60-63.
5.Safin A.R., Ivshin I.V., Kopylov A.M., Misbakhov R.S., Tsvetkov A.N. Selection and justification of design parameters for reversible reciprocating electric machine. // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Т. 10. № 12. С. 31427-31440.
