ការសិក្សាអំពីវិទ្យុសកម្មកម្ដៅ។ ការកំណត់ការសាយភាយនៃចង្កៀង tungsten incandescent

3.1 វិទ្យុសកម្មកំដៅនិងលក្ខណៈរបស់វា។

កំដៅរាងកាយឱ្យបានគ្រប់គ្រាន់ សីតុណ្ហភាពខ្ពស់។មានសមត្ថភាពបញ្ចេញរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ ពន្លឺនៃសាកសពដែលទាក់ទងនឹងកំដៅត្រូវបានគេហៅថាវិទ្យុសកម្មកំដៅ។ វិទ្យុសកម្មនេះគឺជារឿងធម្មតាបំផុតនៅក្នុងធម្មជាតិ។ វិទ្យុសកម្មកំដៅអាចស្ថិតនៅក្នុងលំនឹង, i.e. អាចស្ថិតក្នុងស្ថានភាពនៃលំនឹងទែរម៉ូឌីណាមិកជាមួយនឹងរូបធាតុនៅក្នុងប្រព័ន្ធបិទ (អ៊ីសូឡង់កម្ដៅ)។ លក្ខណៈវិសាលគមបរិមាណនៃវិទ្យុសកម្មកម្ដៅគឺដង់ស៊ីតេវិសាលគមនៃពន្លឺថាមពល (ការបញ្ចេញពន្លឺ)៖

តើដង់ស៊ីតេនៃពន្លឺថាមពលនៅឯណា; - ថាមពល វិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចបញ្ចេញក្នុងមួយឯកតាពេលវេលាក្នុងមួយឯកតានៃផ្ទៃរាងកាយក្នុងជួររលកពីទៅ ;

លក្ខណៈនៃថាមពលសរុបនៃវិទ្យុសកម្មកម្ដៅក្នុងមួយឯកតានៃផ្ទៃរាងកាយក្នុងជួរទាំងមូលនៃប្រវែងរលកពីទៅគឺពន្លឺថាមពល (ពន្លឺថាមពលរួមបញ្ចូលគ្នា):

៣.២. រូបមន្តនិងច្បាប់នៃបន្ទះក្តារ វិទ្យុសកម្មកំដៅនៃរាងកាយខ្មៅ

ច្បាប់របស់ Stefan-Boltzmann

នៅឆ្នាំ 1900 Planck បានដាក់ចេញនូវសម្មតិកម្មមួយដែលយោងទៅតាមលំយោលអាតូមិកបញ្ចេញថាមពលមិនបន្តទេប៉ុន្តែនៅក្នុងផ្នែក - quanta ។ យោងទៅតាមសម្មតិកម្មរបស់ Planck ដង់ស៊ីតេនៃពន្លឺនៃថាមពលត្រូវបានកំណត់ដោយ រូបមន្តខាងក្រោម:

. (3)

ពីរូបមន្ត Planck អ្នកអាចទទួលបានកន្សោមសម្រាប់ពន្លឺថាមពល។ ចូរយើងជំនួសតម្លៃនៃដង់ស៊ីតេវិសាលគមនៃពន្លឺថាមពលនៃរាងកាយពីរូបមន្ត (3) ទៅជាកន្សោម (2)៖

(4)

ដើម្បីគណនាអាំងតេក្រាល (4) យើងណែនាំអថេរថ្មីមួយ។ ពី​ទីនេះ ; . រូបមន្ត (៤) ក្នុងករណីនេះត្រូវបានបំប្លែងទៅជាទម្រង់៖

ដោយសារតែ បន្ទាប់មកកន្សោម (5) សម្រាប់ពន្លឺថាមពលនឹងមាន ទិដ្ឋភាពបន្ទាប់:

. (6)

ទំនាក់ទំនង (6) គឺជាច្បាប់ Stefan-Boltzmann ដែល Stefan-Boltzmann ថេរ W / (m 2 K 4) ។

នេះបង្កប់ន័យនិយមន័យនៃច្បាប់ Stefan-Boltzmann៖

ពន្លឺថាមពលរបស់តួខ្មៅគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងថាមពលទីបួន សីតុណ្ហភាពដាច់ខាត.

នៅក្នុងទ្រឹស្ដីនៃវិទ្យុសកម្មកម្ដៅរួមជាមួយនឹងគំរូតួពណ៌ខ្មៅ គំនិតនៃរូបកាយពណ៌ប្រផេះត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់។ តួមួយត្រូវបានគេហៅថាពណ៌ប្រផេះ ប្រសិនបើមេគុណនៃការស្រូបរបស់វាដូចគ្នាសម្រាប់ប្រវែងរលកទាំងអស់ ហើយអាស្រ័យតែលើលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាព និងផ្ទៃប៉ុណ្ណោះ។ សម្រាប់រាងកាយពណ៌ប្រផេះច្បាប់ Stefan-Boltzmann មានទម្រង់:

តើការបំភាយកំដៅរបស់ឧបករណ៍បញ្ចេញកំដៅនៅឯណា (មេគុណភាពខ្មៅ) ។

ច្បាប់ទីមួយនៃស្រា (ច្បាប់នៃការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់ស្រា)

ចូរយើងពិនិត្យមើលទំនាក់ទំនង (3) សម្រាប់ភាពជ្រុលនិយម។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះយើងកំណត់ដេរីវេទី 1 នៃដង់ស៊ីតេនៃវិសាលគមដោយគោរពតាមប្រវែងរលកហើយយកវាទៅសូន្យ។

. (8)

សូមណែនាំអថេរមួយ។ បន្ទាប់មកពីសមីការ (៨) យើងទទួលបាន៖

. (9)

សមីការឆ្លងដែន (៩) អ៊ិន ករណីទូទៅដោះស្រាយដោយវិធីសាស្រ្តនៃការប៉ាន់ស្មានជាបន្តបន្ទាប់។ ចាប់តាំងពីសម្រាប់សីតុណ្ហភាពពិតប្រាកដ វាគឺអាចធ្វើទៅបានដើម្បីស្វែងរកដំណោះស្រាយសាមញ្ញជាងទៅនឹងសមីការ (9) ។ ជាការពិត នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនេះ ទំនាក់ទំនង (9) ត្រូវបានធ្វើឱ្យសាមញ្ញ ហើយមានទម្រង់៖

ដែលមានដំណោះស្រាយសម្រាប់។ ជាលទ្ធផល

ដំណោះស្រាយត្រឹមត្រូវជាងនៃសមីការ (9) ដោយវិធីសាស្រ្តនៃការប៉ាន់ប្រមាណជាបន្តបន្ទាប់នាំឱ្យមានការពឹងផ្អែកដូចខាងក្រោម:

, (10)

កន្លែងណា mK

និយមន័យនៃច្បាប់ដំបូងរបស់ Wien (ច្បាប់ផ្លាស់ទីលំនៅរបស់ Wien) កើតឡើងពីទំនាក់ទំនង (10) ។

ប្រវែងរលកដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងដង់ស៊ីតេអតិបរមានៃពន្លឺថាមពលគឺសមាមាត្រច្រាសទៅនឹងសីតុណ្ហភាពនៃរាងកាយ។

បរិមាណនេះត្រូវបានគេហៅថា ច្បាប់ផ្លាស់ទីលំនៅរបស់ Wien ថេរ។

ច្បាប់ទីពីរនៃទោស

ចូរយើងជំនួសតម្លៃពីសមីការ (10) ទៅជាកន្សោមសម្រាប់ដង់ស៊ីតេវិសាលគមនៃពន្លឺថាមពល (3) ។ បន្ទាប់មកយើងទទួលបានដង់ស៊ីតេអតិបរមា៖

, (11)

កន្លែងណា W/m 2 K ៥.

ទំនាក់ទំនង (11) បង្កប់ន័យនិយមន័យនៃច្បាប់ទីពីររបស់ Wien ។

ដង់ស៊ីតេអតិបរមានៃពន្លឺថាមពលនៃតួខ្មៅគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងថាមពលទីប្រាំនៃសីតុណ្ហភាពដាច់ខាត។

បរិមាណត្រូវបានគេហៅថាថេរនៃច្បាប់ទីពីររបស់ Wien ។

រូបភាពទី 1 បង្ហាញពីការពឹងផ្អែកនៃដង់ស៊ីតេវិសាលគមនៃពន្លឺថាមពលនៅលើប្រវែងរលកសម្រាប់រាងកាយជាក់លាក់មួយនៅសីតុណ្ហភាពពីរផ្សេងគ្នា។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព តំបន់ដែលស្ថិតនៅក្រោមខ្សែកោងដង់ស៊ីតេវិសាលគមគួរតែកើនឡើងតាមសមាមាត្រទៅនឹងថាមពលទី 4 នៃសីតុណ្ហភាព ស្របតាមច្បាប់ Stefan-Boltzmann ប្រវែងរលកដែលត្រូវគ្នានឹងដង់ស៊ីតេវិសាលគមអតិបរមាគួរតែថយចុះផ្ទុយគ្នាជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាពយោងតាមច្បាប់ផ្លាស់ទីលំនៅរបស់ Wien និង តម្លៃអតិបរមាដង់ស៊ីតេនៃវិសាលគមកើនឡើងក្នុងសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងថាមពលទីប្រាំនៃសីតុណ្ហភាពដាច់ខាតស្របតាមច្បាប់ទីពីររបស់ Wien ។

រូបភាពទី 1

4. ឧបករណ៍ និងគ្រឿងប្រើប្រាស់។ ការពិពណ៌នាអំពីការដំឡើង

នៅក្នុងការងារនេះ filament នៃចង្កៀងអគ្គិសនីនៃថាមពលផ្សេងគ្នា (25, 60, 75 និង 100 W) ត្រូវបានប្រើជារាងកាយវិទ្យុសកម្ម។ ដើម្បីកំណត់សីតុណ្ហភាពនៃ filament នៃអំពូលភ្លើង លក្ខណៈនៃវ៉ុលបច្ចុប្បន្នត្រូវបានគេយក ដែលតម្លៃនៃភាពធន់ទ្រាំឋិតិវន្ត () នៃ filament ត្រូវបានកំណត់ ហើយសីតុណ្ហភាពរបស់វាត្រូវបានគណនា។ រូបភាពទី 2 បង្ហាញពីលក្ខណៈវ៉ុលបច្ចុប្បន្នធម្មតានៃចង្កៀង incandescent ។ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថានៅតម្លៃទាបចរន្តគឺអាស្រ័យទៅលើវ៉ុលដែលបានអនុវត្តហើយបន្ទាត់ត្រង់ដែលត្រូវគ្នាឆ្លងកាត់ប្រភពដើម។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងបន្ថែមទៀតនៃចរន្ត, filament ឡើងកំដៅ, ភាពធន់នៃចង្កៀងកើនឡើង, និងគម្លាតនៃលក្ខណៈនៃវ៉ុលបច្ចុប្បន្នពីការពឹងផ្អែកលីនេអ៊ែរឆ្លងកាត់ប្រភពដើមត្រូវបានអង្កេត។ តង់ស្យុងបន្ថែមទៀតគឺត្រូវបានទាមទារដើម្បីរក្សាចរន្តជាមួយនឹងភាពធន់ទ្រាំកាន់តែច្រើន។ ភាពធន់នឹងឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៃចង្កៀងថយចុះដោយឯកឯង ហើយបន្ទាប់មកត្រូវចំណាយលើតម្លៃស្ទើរតែថេរ ហើយលក្ខណៈនៃវ៉ុលបច្ចុប្បន្នទាំងមូលគឺមិនលីនេអ៊ែរ។ ដោយសន្មត់ថាថាមពលដែលប្រើប្រាស់ដោយចង្កៀងអគ្គិសនីត្រូវបានដកចេញដោយវិទ្យុសកម្ម វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកំណត់ភាពសាយភាយនៃសរសៃចង្កៀង ឬប៉ាន់ស្មានថេរ Stefan-Boltzmann ដោយប្រើរូបមន្ត៖

, (12)

កន្លែងដែលជាតំបន់នៃ filament ចង្កៀង; - កម្រិតនៃភាពខ្មៅ; គឺថេរ Stefan-Boltzmann ។

ពីរូបមន្ត (12) មនុស្សម្នាក់អាចកំណត់ការសាយភាយនៃសរសៃនៃចង្កៀងអគ្គិសនី។

. (13)

រូបភាពទី 2

រូបភាពទី 3 បង្ហាញ ដ្យាក្រាមសៀគ្វីការដំឡើងសម្រាប់ការទទួលយកលក្ខណៈបច្ចុប្បន្ន - វ៉ុលនៃចង្កៀង, កំណត់ភាពធន់នៃ filament, សីតុណ្ហភាពរបស់វានិងសិក្សាច្បាប់នៃវិទ្យុសកម្មកម្ដៅ។ គ្រាប់ចុច K 1 និង K 2 ត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីភ្ជាប់ឧបករណ៍វាស់អគ្គិសនីជាមួយនឹងដែនកំណត់ចាំបាច់សម្រាប់វាស់ចរន្ត និងវ៉ុល។

ធន់ទ្រាំអថេរត្រូវបានភ្ជាប់ទៅសៀគ្វីចរន្តឆ្លាស់ដែលមានវ៉ុលមេនៃ 220V យោងទៅតាមសៀគ្វីសក្តានុពលដែលផ្តល់នូវការផ្លាស់ប្តូរដោយរលូននៃវ៉ុលពី 0 ទៅ 220V ។

ការ​កំណត់​សីតុណ្ហភាព​នៃ​សរសៃ​គឺ​ផ្អែក​លើ​ការ​ពឹង​ផ្អែក​ល្បី​នៃ​ការ​ធន់​ទ្រាំ​នៃ​លោហៈ​លើ​សីតុណ្ហភាព​:

តើភាពធន់នៃសរសៃនៅ 0 0 ស៊ីនៅឯណា; - មេគុណសីតុណ្ហភាពនៃភាពធន់នៃ tungsten, 1/deg ។

រូបភាពទី 3

ចូរយើងសរសេរកន្សោម (14) សម្រាប់សីតុណ្ហភាពបន្ទប់។

. (15)

ការបែងចែកពាក្យដោយកន្សោមពាក្យ (១៤) ដោយ (១៥) យើងទទួលបាន៖

ពីទីនេះយើងកំណត់សីតុណ្ហភាពនៃ filament:

. (17)

ដូច្នេះការដឹងពីភាពធន់ទ្រាំឋិតិវន្តនៃ filament ក្នុងអវត្តមាននៃចរន្តនៅ សីតុណ្ហភាពបន្ទប់និងភាពធន់នៃ filament នៅពេលដែលលំហូរបច្ចុប្បន្នសីតុណ្ហភាពនៃ filament អាចត្រូវបានកំណត់។ នៅពេលអនុវត្តការងារ ភាពធន់នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ត្រូវបានវាស់ដោយឧបករណ៍វាស់អគ្គិសនីឌីជីថល (អ្នកសាកល្បង) ហើយភាពធន់ទ្រាំឋិតិវន្តនៃសរសៃអំបោះត្រូវបានគណនាតាមច្បាប់របស់ Ohm

6. លំដាប់នៃការអនុវត្តការងារ

1. ដោះចង្កៀង incandescent ចេញពីរន្ធរបស់វា ហើយដោយប្រើឧបករណ៍វាស់អគ្គិសនីឌីជីថល កំណត់ភាពធន់នៃ filament នៃចង្កៀងអគ្គិសនីនៅក្រោមការសាកល្បងនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។ កត់ត្រាលទ្ធផលនៃការវាស់វែងនៅក្នុងតារាងទី 1 ។

2. វីសចង្កៀងចូលទៅក្នុងព្រីនធឺរយកលក្ខណៈនៃចរន្ត - វ៉ុលនៃចង្កៀង (ការពឹងផ្អែកនៃចរន្តនៅលើវ៉ុល) ។ វាស់កម្លាំងបច្ចុប្បន្នរៀងរាល់ 5 mA បន្ទាប់ពីការប៉ះពាល់រយៈពេលខ្លីរយៈពេល 2-5 នាទី កត់ត្រាលទ្ធផលរង្វាស់នៅក្នុងតារាងទី 1 ។

3. គណនាភាពធន់និងសីតុណ្ហភាពនៃខ្សែស្រឡាយក្នុង 0 C និង K ដោយប្រើរូបមន្ត (18) និង (17) ។

4. គណនាភាពសាយភាយនៃ filament ដោយប្រើរូបមន្ត (13) ។ កត់ត្រាលទ្ធផលនៃការគណនាក្នុងតារាងទី 1 ។

ទិន្នន័យពិសោធន៍សម្រាប់ការគណនាការសាយភាយ

តារាងទី 1

№	ខ្ញុំ	វី	P	R	t,	T	ស	k
	mA	IN	ថ្ងៃអង្គារ	អូម	0 ស	TO	ម ២

5. ការប្រើប្រាស់ទិន្នន័យក្នុងតារាងទី 1 បង្កើតលក្ខណៈនៃចរន្ត-វ៉ុលនៃចង្កៀង ការពឹងផ្អែកនៃការតស៊ូ និងការសាយភាយទៅលើសីតុណ្ហភាព និងថាមពល។

ដង់ស៊ីតេលំហូរកំដៅកំឡុងពេលផ្លាស់ប្តូរកំដៅរវាងឧស្ម័ន និងផ្ទៃរឹងត្រូវបានគណនាដោយរូបមន្ត៖

តើការសាយភាយនៃរាងកាយខ្មៅទាំងស្រុងនៅឯណា;

ជញ្ជាំង (សែល) សីតុណ្ហភាព K;

អ៊ី pr - ការថយចុះកម្រិតនៃការសាយភាយនៃសម្ភារៈនៃផ្ទៃបំពង់ឧស្ម័ន;

អ៊ី g - កម្រិតនៃភាពខ្មៅ ល្បាយឧស្ម័ន;

បន្ថយទៅសីតុណ្ហភាពជញ្ជាំង។

កម្រិតនៃការសាយភាយកាត់បន្ថយត្រូវបានគណនាដោយរូបមន្ត៖

ដែលជាកន្លែងដែល ec គឺជាការបញ្ចេញនៃសម្ភារៈជញ្ជាំង (យកចេញពីតុ) ។

ការកំណត់កម្រិតនៃភាពខ្មៅនៃឧស្ម័ន

កម្រិតនៃភាពខ្មៅនៃល្បាយឧស្ម័នត្រូវបានគណនាដោយរូបមន្ត៖

ដែលជាកន្លែងដែលជាកត្តាកែតម្រូវដែលគិតគូរពីការមិនគោរពនៃវិទ្យុសកម្មចំហាយទឹកចំពោះច្បាប់ Bouguer-Baer ។

ការកែតម្រូវដែលគិតគូរពីការស្រូបយកគ្នាទៅវិញទៅមកនៃ CO2 និង H2O នៅពេលដែលក្រុមបំភាយបំភាយស្របគ្នា (ជាធម្មតាវាអាចត្រូវបានគេមិនយកចិត្តទុកដាក់ក្នុងការគណនាវិស្វកម្ម) ។

កម្រិតនៃការសាយភាយ និងសមត្ថភាពស្រូបយកសមាសធាតុនៃល្បាយឧស្ម័នត្រូវបានកំណត់ដោយ៖

1) ដោយមានជំនួយពី nomograms ។

កម្រិតនៃភាពខ្មៅនៃឧស្ម័ន

តម្លៃក្នុងករណីនេះក៏ត្រូវបានយកចេញពី nomograms អាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពឧស្ម័ន និងផលិតផលនៃសម្ពាធផ្នែកនៃឧស្ម័ន និង ប្រវែងមធ្យមផ្លូវធ្នឹម។

Р - សម្ពាធឧស្ម័ន, atm;

សីតុណ្ហភាពឧស្ម័នជាមធ្យម, ?С;

កម្រាស់ដ៏មានប្រសិទ្ធិភាពនៃស្រទាប់វិទ្យុសកម្ម, m;

V គឺជាតម្លៃនៃបរិមាណឧស្ម័នវិទ្យុសកម្ម, m3;

Fc - ផ្ទៃក្រឡា, ម ២;

- កត្តាកែតម្រូវ។

កត្តាកែតម្រូវ c ក៏ត្រូវបានគ្រោងទុកជាមុខងារនៃ (pH2O l) និង pH2O ។

សមត្ថភាពស្រូបយកនៃល្បាយឧស្ម័នត្រូវបានគណនាដោយរូបមន្ត

(3.3)

ដោយសារតម្លៃនៃការស្រូបអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពជញ្ជាំងតម្លៃក្នុងករណីនេះក៏ត្រូវបានគេយកពី nomograms អាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពជញ្ជាំងនិងផលិតផលនៃសម្ពាធផ្នែកនៃឧស្ម័ននិងប្រវែងមធ្យមនៃផ្លូវធ្នឹម។

2) ដោយមានជំនួយពីរូបមន្តវិភាគ។

កម្រិតនៃភាពខ្មៅ អាចរកបានដោយប្រើរូបមន្តខាងក្រោម

k - មេគុណ​ការ​បង្រួម​សរុប​នៃ​កាំរស្មី​ក្នុង​ល្បាយ​ដែល​កំណត់​ដោយ​រូបមន្ត​ជាក់ស្តែង

ដើម្បីស្វែងរកកម្រិតនៃការសាយភាយ តម្លៃនៃសីតុណ្ហភាពដាច់ខាតនៃឧស្ម័នត្រូវបានជំនួសដោយរូបមន្តមុនសម្រាប់កំណត់មេគុណនៃការបន្ថយ។

សមត្ថភាពស្រូបយកអាចត្រូវបានរកឃើញដោយរូបមន្តខាងក្រោម

តើមេគុណ attenuation សរុបនៅឯណា?

ដើម្បីស្វែងរកការស្រូបយកតម្លៃនៃសីតុណ្ហភាពដាច់ខាតនៃកញ្ចក់ត្រូវបានប្រើ nk

ឧទាហរណ៍នៃការគណនា

គណនាដង់ស៊ីតេនៃលំហូរកំដៅដោយសារតែវិទ្យុសកម្មពីឧស្ម័ន flue ទៅផ្ទៃនៃ flue ជាមួយនឹងផ្នែកឆ្លងកាត់នៃ A x B = 500 x 1000 mm ។ សមាសភាពឧស្ម័ន៖ មាតិកា CO2 = 10%; មាតិកា H2O = 5%; សម្ពាធឧស្ម័នសរុប P = 98.1 kPa (1 atm) ។ សីតុណ្ហភាពឧស្ម័នជាមធ្យមនៅក្នុង flue tg = 6500C ។ សីតុណ្ហភាពជាមធ្យមនៃផ្ទៃនៃ flue = 4000C ។ អណ្តាតភ្លើងត្រូវបានធ្វើពីលង្ហិន។

1. យើងគណនាដង់ស៊ីតេនៃលំហូរកំដៅដោយសារតែវិទ្យុសកម្មដោយប្រើ nomograms ។

តើការសាយភាយរាងកាយខ្មៅនៅឯណា។

កម្រិតនៃភាពខ្មៅនៃលង្ហិនយោងទៅតាមទិន្នន័យយោង;

កាត់បន្ថយការសាយភាយនៃផ្ទៃ flue; ;

កម្រាស់ដ៏មានប្រសិទ្ធិភាពនៃស្រទាប់វិទ្យុសកម្ម

សម្ពាធផ្នែកនៃសមាសធាតុ

ប្រភាគបរិមាណនៃ H2O និង CO2 នៅក្នុងឧស្ម័ន;

PCO2. = 0.1 ។ 60 = 6 cm.atm.

RN2O = 0.05 ។ 60 = 3 cm.atm.

កត្តាកែតម្រូវដែលគិតគូរពីការមិនអនុលោមតាមឥរិយាបថនៃចំហាយទឹកទៅនឹងច្បាប់ Bouguer-Baer;

ពីតារាង។

យោងទៅតាម nomograms និងសីតុណ្ហភាព tg = 6500C

កម្រិតនៃភាពខ្មៅនៃឧស្ម័ន

យោងទៅតាម nomograms និងសីតុណ្ហភាព tс = 400 0 ស៊ី

សមត្ថភាពស្រូបយកឧស្ម័ន

លទ្ធផលនៃលំហូរកំដៅ

2. យើងគណនាដង់ស៊ីតេនៃលំហូរកំដៅដោយសារវិទ្យុសកម្មដោយប្រើរូបមន្ត។

កត្តាកាត់បន្ថយសរុប

កម្រិតនៃភាពខ្មៅនៃឧស្ម័ន

សមត្ថភាពស្រូបយកឧស្ម័ន

លទ្ធផលនៃលំហូរកំដៅ

ចំណាំ៖ លទ្ធផលនៃការគណនាកម្រិតនៃការសាយភាយ និងការស្រូបយកឧស្ម័នដោយវិធីទាំងពីរនេះគួរតែនៅជិតគ្នា។

អង្ករ។ ៣.១.

អង្ករ។ ៣.២. ភាពសាយភាយធៀបនឹងសីតុណ្ហភាពសម្រាប់ H2O

អង្ករ។ ៣.៣. តម្លៃកែតម្រូវដោយគិតគូរពីឥទ្ធិពលនៃសម្ពាធផ្នែកនៃ H2O លើកម្រិតនៃការបំភាយឧស្ម័ន

ការគណនាកម្ដៅរបស់ Economizer (ឧទាហរណ៍ការគណនា)

ការប្រើប្រាស់, គីឡូក្រាម / វិនាទី

សីតុណ្ហភាព, ° C

ល្បឿនធ្វើដំណើរ, m / s

អង្កត់ផ្ចិតបំពង់ ឃ ២/ឃ១,

ទីតាំង

ទីលានដែលទាក់ទង

កម្រាស់ស្រទាប់, ម។

ឌី-ម៉ូ-វី

ជី 2

t 1 ”

ឃ ន

អាលីបាវ៉ា

ឧបករណ៍សន្សំសំចៃ serpentine នៃឡចំហាយត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់កំដៅ ចិញ្ចឹមទឹក។ក្នុងបរិមាណ G2 ពីសីតុណ្ហភាព t2 "ទៅ t2" ។ ទឹកផ្លាស់ទីឡើងតាមបំពង់ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត d2 / d1 ។ មេគុណនៃចរន្តកំដៅនៃសម្ភារៈជញ្ជាំង l. ល្បឿនមធ្យមនៃចលនាទឹក u2 ។

ឧស្ម័នរាវ (13% CO2 និង 11% H2O) ផ្លាស់ទីពីកំពូលទៅបាតក្នុងចន្លោះ annular ជាមួយនឹងល្បឿនជាមធ្យមនៅក្នុងផ្នែកតូចចង្អៀតនៃបណ្តុំបំពង់ u1 ។ ការប្រើប្រាស់ហ្គាស G1. សីតុណ្ហភាពនៃឧស្ម័ននៅច្រកចូលដល់អ្នកសេដ្ឋកិច្ច T1 "នៅឯសាខា T1" " នៅផ្នែកខាងឧស្ម័ន ផ្ទៃនៃបំពង់ត្រូវបានគ្របដោយស្រទាប់នៃស្នាមប្រឡាក់ជាមួយនឹងកម្រាស់ ds, co នៅផ្នែកម្ខាងនៃទឹក - ស្រទាប់នៃមាត្រដ្ឋានជាមួយនឹងកម្រាស់នៃថ្ងៃ។ មេគុណចរន្តកំដៅត្រូវបានគេយក: សម្រាប់ soot ls = 0.07 - 0.12 W / m deg, សម្រាប់មាត្រដ្ឋាន ln = 0.7 - 2.3 W / m deg ។

1. យើងកំណត់អង្កត់ផ្ចិតនៃបំពង់ដោយគិតគូរពីការចម្លងរោគរបស់វាជាមួយនឹងមាត្រដ្ឋានពី ខាងក្នុងនិងក្លិនពីខាងក្រៅ៖

2. សមីការតុល្យភាពកំដៅ

ដោយសន្មតថាការបាត់បង់កំដៅនៅតាមបណ្តោយប្រវែងនៃ economizer គឺ 0 យើងសរសេរសមីការតុល្យភាពកំដៅ៖

សីតុណ្ហភាពទឹកជាមធ្យម៖

នៅសីតុណ្ហភាពនេះយើងកំណត់សមត្ថភាពកំដៅនៃទឹក > Cp2 = 4.3 kJ / kg g

យើងកំណត់បន្ទុកកំដៅនៃឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរកំដៅ (សម្រាប់ឧបករណ៍ផ្ទុកកំដៅដែលសីតុណ្ហភាពពីរត្រូវបានកំណត់)

យើងយកប្រហែលសមត្ថភាពកំដៅនៃឧស្ម័ន flue Ср1 ហើយគណនាសីតុណ្ហភាពនៃឧស្ម័ននៅព្រី

សីតុណ្ហភាពជាមធ្យមនៃឧស្ម័នរាវ៖

3. ការកំណត់ភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពជាមធ្យម

ភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាព៖

ចំណាំ៖ ប្រសិនបើ tb tm 1.5 - តម្លៃមធ្យមនព្វន្ធនៃភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពត្រូវបានកំណត់។

4. ការគណនាមេគុណផ្ទេរកំដៅពីជញ្ជាំងទៅទឹក ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ Thermophysical នៃទឹកនៅសីតុណ្ហភាព

លំនាំ​តាម:

លេខ Reynolds សម្រាប់ទឹក៖

របបលំហូរមានភាពច្របូកច្របល់

លេខ Nusselt៖

ដោយសារសីតុណ្ហភាពជញ្ជាំងមិនត្រូវបានគេដឹង នៅក្នុងការប៉ាន់ស្មានដំបូងដែលយើងយក

មេគុណផ្ទេរកំដៅពីជញ្ជាំងទៅទឹក។

5. ការគណនាមេគុណផ្ទេរកំដៅដោយ convection ពី flue gases ទៅជញ្ជាំង

ទីភ្នាក់ងារសហព័ន្ធសម្រាប់ការអប់រំ

វិទ្យាស្ថានអប់រំរដ្ឋនៃឧត្តម

ការអប់រំវិជ្ជាជីវៈ

"សាកលវិទ្យាល័យថាមពលរដ្ឋ IVANOVSK

ដាក់ឈ្មោះតាម V.I. លេនីន"

កៅអី មូលដ្ឋានគ្រឹះទ្រឹស្តីវិស្វកម្មកំដៅ

ការកំណត់កម្រិតអាំងតេក្រាលនៃការសាយភាយ រាងកាយរឹង

ការណែនាំសម្រាប់ការអនុវត្តការងារមន្ទីរពិសោធន៍

Ivanovo ឆ្នាំ ២០០៦

ចងក្រងដោយ V.V. Bukhmirov

ទាំងនោះ។ សូហ្សីណូវ៉ា

កម្មវិធីនិពន្ធ D.V. រ៉ាគូទីណា

គោលការណ៍ណែនាំនេះគឺមានគោលបំណងសម្រាប់និស្សិតដែលកំពុងសិក្សាជំនាញឯកទេសនៃទម្រង់វិស្វកម្មកំដៅ 140101, 140103, 140104, 140106 និង 220301 ហើយសិក្សាវគ្គសិក្សា "កំដៅនិងការផ្លាស់ប្តូរម៉ាស់" ឬ "វិស្វកម្មកំដៅ" ។

គោលការណ៍ណែនាំមានការពិពណ៌នាអំពីការរៀបចំការពិសោធន៍ វិធីសាស្រ្តសម្រាប់ធ្វើការពិសោធន៍ ក៏ដូចជារូបមន្តគណនាដែលចាំបាច់សម្រាប់ដំណើរការលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍។

គោលការណ៍ណែនាំវិធីសាស្រ្តត្រូវបានអនុម័តដោយគណៈកម្មការវិធីសាស្រ្តវដ្តនៃ TEF ។

អ្នកត្រួតពិនិត្យ

នាយកដ្ឋានទ្រឹស្តីនៃវិស្វកម្មកំដៅ សាកលវិទ្យាល័យវិស្វកម្មថាមពលរដ្ឋ Ivanovo

1. កិច្ចការ

1. ពិសោធន៍កំណត់កម្រិតអាំងតេក្រាលនៃភាពខ្មៅនៃសរសៃ tungsten ស្តើងមួយ។

2. ប្រៀបធៀបលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍ជាមួយទិន្នន័យយោង។

2. ព័ត៌មានសង្ខេបពីទ្រឹស្តីនៃការផ្ទេរកំដៅដោយវិទ្យុសកម្ម

វិទ្យុសកម្មកំដៅ (ការផ្ទេរកំដៅដោយវិទ្យុសកម្ម) គឺជាវិធីសាស្រ្តនៃការផ្ទេរកំដៅក្នុងលំហ ដែលត្រូវបានអនុវត្តជាលទ្ធផលនៃការសាយភាយនៃរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ថាមពលដែលនៅពេលធ្វើអន្តរកម្មជាមួយសារធាតុមួយត្រូវបានបំប្លែងទៅជាកំដៅ។ ការផ្ទេរកំដៅដោយវិទ្យុសកម្មត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការបំប្លែងថាមពលទ្វេដង៖ ដំបូងថាមពលខាងក្នុងនៃរាងកាយត្រូវបានបំប្លែងទៅជាថាមពលនៃវិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ហើយបន្ទាប់មកបន្ទាប់ពីការផ្ទេរថាមពលក្នុងលំហដោយរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ការផ្លាស់ប្តូរទីពីរកើតឡើង។ ថាមពលរស្មីចូលទៅក្នុងថាមពលខាងក្នុងនៃរាងកាយផ្សេងទៀត។

វិទ្យុសកម្មកំដៅនៃសារធាតុគឺអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពនៃរាងកាយ (កម្រិតនៃកំដៅនៃសារធាតុ) ។

ថាមពលនៃឧប្បត្តិហេតុវិទ្យុសកម្មកម្ដៅនៅលើរាងកាយអាចត្រូវបានស្រូប ឆ្លុះបញ្ចាំងដោយរាងកាយ ឬឆ្លងកាត់វា។ រាងកាយ​ដែល​ស្រូប​យក​ឧប្បត្តិហេតុ​ថាមពល​រស្មី​ទាំងអស់​មក​លើ​វា​ត្រូវ​បាន​គេ​ហៅ​ថា​រាងកាយ​ខ្មៅ​ទាំងស្រុង (blackbody)។ ចំណាំថានៅសីតុណ្ហភាពដែលបានផ្តល់ឱ្យរាងកាយខ្មៅនិងបញ្ចេញថាមពលអតិបរមាដែលអាចធ្វើបាន។

ដង់ស៊ីតេលំហូរនៃវិទ្យុសកម្មផ្ទាល់របស់រាងកាយត្រូវបានគេហៅថាវា។ ភាពសាយភាយ។ប៉ារ៉ាម៉ែត្រវិទ្យុសកម្មនេះនៅក្នុងផ្នែកបឋមនៃប្រវែងរលកត្រូវបានគេហៅថា វិសាលគម ដង់ស៊ីតេលំហូរផ្ទាល់ខ្លួន ការសាយភាយវិទ្យុសកម្មឬវិសាលគមនៃរាងកាយ។ ការសាយភាយនៃរាងកាយខ្មៅអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព គោរពតាមច្បាប់ Stefan-Boltzmann៖

, (1)

ដែល  0 \u003d 5.6710 -8 W / (m 2 K 4) - Stefan-Boltzmann ថេរ; \u003d 5.67 W / (m 2 K 4) - ការសាយភាយរាងកាយខ្មៅ; T គឺជាសីតុណ្ហភាពផ្ទៃនៃរាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង K.

សាកសពខ្មៅពិតជាមិនមាននៅក្នុងធម្មជាតិទេ។ រាងកាយដែលវិសាលគមវិទ្យុសកម្មគឺស្រដៀងនឹងវិសាលគមវិទ្យុសកម្មនៃរាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង ហើយដង់ស៊ីតេវិសាលគមនៃលំហូរវិទ្យុសកម្ម (E ) គឺជាប្រភាគដូចគ្នា   នៃដង់ស៊ីតេវិសាលគមនៃលំហូរវិទ្យុសកម្មនៃរាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង (E 0 ,λ) ត្រូវបានគេហៅថា ប្រផេះ រាងកាយ:

, (2)

ដែលជាកន្លែងដែល   គឺជាការសាយភាយវិសាលគម។

បន្ទាប់ពីរួមបញ្ចូលកន្សោម (2) លើវិសាលគមការបំភាយទាំងមូល (
) យើង​ទទួល​បាន:

, (3)

ដែលជាកន្លែងដែល E គឺជាការបញ្ចេញឧស្ម័ននៃរាងកាយពណ៌ប្រផេះ; E 0 គឺជាការបំភាយនៃតួខ្មៅ  គឺជាកម្រិតអាំងតេក្រាលនៃភាពខ្មៅនៃរាងកាយពណ៌ប្រផេះ។

ពីរូបមន្តចុងក្រោយ (3) ដោយពិចារណាលើច្បាប់ Stefan-Boltzmann កន្សោមមួយធ្វើតាមការគណនាដង់ស៊ីតេលំហូរនៃវិទ្យុសកម្ម (រស្មី) នៃរាងកាយពណ៌ប្រផេះរបស់វា៖

កន្លែងណា
- ការសាយភាយរាងកាយពណ៌ប្រផេះ W / (m 2 K 4); T គឺជាសីតុណ្ហភាពរាងកាយ K ។

តម្លៃនៃការបំភាយអាំងតេក្រាលអាស្រ័យលើ លក្ខណៈសម្បត្តិរាងកាយរាងកាយ សីតុណ្ហភាព និងភាពរដុបនៃផ្ទៃរាងកាយ។ កម្រិតអាំងតេក្រាលនៃការសាយភាយត្រូវបានកំណត់ដោយពិសោធន៍។

IN ការងារមន្ទីរពិសោធន៍ការសាយភាយអាំងតេក្រាលនៃសារធាតុ tungsten ត្រូវបានរកឃើញដោយការសិក្សាការផ្លាស់ប្តូរកំដៅវិទ្យុសកម្មរវាងសរសៃ tungsten ដែលគេឱ្យឈ្មោះថា (តួទី 1) និងជញ្ជាំងនៃធុងកញ្ចក់ (តួទី 2) ដែលពោរពេញទៅដោយទឹក (រូបភាពទី 1) ។

អង្ករ។ 1. គ្រោងការណ៍នៃការផ្ទេរកំដៅដោយវិទ្យុសកម្មនៅក្នុងការពិសោធន៍៖

1 - ខ្សែស្រឡាយកំដៅ; 2 - ផ្ទៃខាងក្នុងនៃធុងកញ្ចក់; 3 - ទឹក។

លំហូរកំដៅលទ្ធផលដែលទទួលបានដោយធុងកញ្ចក់អាចត្រូវបានគណនាដោយរូបមន្ត៖

, (6)

ដែល  pr គឺជាកម្រិតកាត់បន្ថយនៃការបំភាយឧស្ម័ននៅក្នុងប្រព័ន្ធនៃសាកសពពីរ  1 និង  2 គឺជាដឺក្រេអាំងតេក្រាលនៃការសាយភាយនៃអង្គធាតុទីមួយ និងទីពីរ T 1 និង T 2, F 1 និង F 2 - សីតុណ្ហភាពដាច់ខាតនិងតំបន់នៃផ្ទៃផ្លាស់ប្តូរកំដៅនៃរាងកាយទីមួយនិងទីពីរ;  12 និង  21 - មេគុណមុំនៃវិទ្យុសកម្មដែលបង្ហាញពីប្រភាគនៃថាមពលវិទ្យុសកម្មអឌ្ឍគោលធ្លាក់ពីមួយ រាងកាយទៅមួយផ្សេងទៀត។

ដោយប្រើលក្ខណៈសម្បត្តិនៃមេគុណជម្រាល វាងាយស្រួលក្នុងការបង្ហាញវា។
, ប៉ុន្តែ
. ការជំនួសតម្លៃនៃមេគុណជម្រាលទៅជារូបមន្ត (6) យើងទទួលបាន

. (7)

ដោយហេតុថាផ្ទៃនៃសរសៃ tungsten (តួទី 1) តូចជាងផ្ទៃក្រឡាជុំវិញវាច្រើន (តួទី 2) ជម្រាល  21 មានទំនោរទៅសូន្យ៖

F 1  F ២
 21 \u003d F 1 / F 2 0 ឬ
. (8)

ដោយពិចារណាលើការសន្និដ្ឋានចុងក្រោយវាធ្វើតាមរូបមន្ត (7) ដែលកាត់បន្ថយកម្រិតនៃការសាយភាយនៃប្រព័ន្ធនៃសាកសពពីរដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ 1 ត្រូវបានកំណត់ដោយលក្ខណៈសម្បត្តិវិទ្យុសកម្មនៃផ្ទៃ filament:

 pr  1 ឬ
. (9)

ក្នុងករណីនេះ រូបមន្តសម្រាប់គណនាលំហូរកំដៅដែលទទួលបានដោយធុងកញ្ចក់ជាមួយទឹកមានទម្រង់៖

ដែលធ្វើតាមកន្សោមសម្រាប់កំណត់កម្រិតអាំងតេក្រាលនៃភាពខ្មៅនៃសរសៃតង់ស្តែន៖

, (11)

កន្លែងណា
គឺជាផ្ទៃនៃ filament tungsten: ឃ - អង្កត់ផ្ចិតនិងប្រវែងនៃខ្សែស្រឡាយ។

ការសាយភាយនៃសរសៃ tungsten ត្រូវបានគណនាដោយរូបមន្តជាក់ស្តែង៖

. (12)

កម្មវត្ថុ

ការយល់ដឹងអំពីវិធីសាស្រ្តសម្រាប់ការធ្វើពិសោធន៍ដើម្បីកំណត់កម្រិតនៃភាពខ្មៅនៃផ្ទៃនៃរាងកាយ។

ការអភិវឌ្ឍជំនាញសម្រាប់ធ្វើពិសោធន៍។

កិច្ចការ

កំណត់កម្រិតនៃការសាយភាយε និងការបំភាយចេញពីផ្ទៃនៃ 2 សម្ភារៈផ្សេងៗ(លាបទង់ដែង និងដែកប៉ូលា)។

កំណត់ភាពអាស្រ័យនៃការផ្លាស់ប្តូរកម្រិតនៃការសាយភាយលើសីតុណ្ហភាពផ្ទៃ។

ប្រៀបធៀបតម្លៃនៃការសាយភាយនៃទង់ដែងលាប និងដែកប៉ូលាទៅគ្នាទៅវិញទៅមក។

សេចក្តីផ្តើមទ្រឹស្តី

វិទ្យុសកម្មកម្ដៅគឺជាដំណើរការនៃការផ្ទេរថាមពលកម្ដៅតាមរយៈរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ បរិមាណកំដៅដែលផ្ទេរដោយវិទ្យុសកម្មគឺអាស្រ័យលើលក្ខណៈសម្បត្តិនៃរាងកាយវិទ្យុសកម្ម និងសីតុណ្ហភាពរបស់វា ហើយមិនអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពនៃសាកសពជុំវិញនោះទេ។

ក្នុងករណីទូទៅ លំហូរកំដៅដែលចូលទៅក្នុងរាងកាយត្រូវបានស្រូបយកដោយផ្នែក ឆ្លុះបញ្ចាំងដោយផ្នែក និងឆ្លងកាត់ផ្នែកខ្លះតាមរយៈរាងកាយ (រូបភាព 1.1) ។

អង្ករ។ ១.១. ដ្យាក្រាមចែកចាយថាមពលរស្មី

(2)

កន្លែងណា - ឧប្បតិ្តហេតុលំហូរកំដៅនៅលើរាងកាយ,

- បរិមាណកំដៅដែលស្រូបយកដោយរាងកាយ,

- បរិមាណកំដៅដែលឆ្លុះបញ្ចាំងដោយរាងកាយ,

- បរិមាណកំដៅឆ្លងកាត់រាងកាយ។

យើងបែងចែកផ្នែកខាងស្តាំនិងខាងឆ្វេងដោយលំហូរកំដៅ:

បរិមាណ
ត្រូវបានគេហៅថារៀងៗខ្លួន: ស្រូបយក, ឆ្លុះបញ្ចាំងនិងការបញ្ជូននៃរាងកាយ។

ប្រសិនបើ
បន្ទាប់មក
, i.e. លំហូរកំដៅទាំងអស់ដែលធ្លាក់លើរាងកាយត្រូវបានស្រូបយក។ រាងកាយបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា ខ្មៅយ៉ាងពិតប្រាកដ .

សាកសពដែលមាន
,
ទាំងនោះ។ រាល់ឧប្បត្តិហេតុលំហូរកំដៅនៅលើរាងកាយត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងពីវាត្រូវបានគេហៅថា ស . ក្នុងករណីនេះ ប្រសិនបើការឆ្លុះពីផ្ទៃខាងលើ គោរពតាមច្បាប់នៃអុបទិកនៃរាងកាយ នោះគេហៅថា ឆ្លុះ - ប្រសិនបើការឆ្លុះបញ្ចាំងត្រូវបានសាយភាយ – ពណ៌សពិត .

សាកសពដែលមាន
,
ទាំងនោះ។ រាល់ឧប្បត្តិហេតុនៃលំហូរកំដៅនៅលើរាងកាយឆ្លងកាត់វាត្រូវបានគេហៅថា diathermic ឬមានតម្លាភាពទាំងស្រុង .

សាកសពដាច់ខាតមិនមាននៅក្នុងធម្មជាតិទេ ប៉ុន្តែគំនិតនៃរូបកាយបែបនេះគឺមានប្រយោជន៍ខ្លាំងណាស់ ជាពិសេសអំពីរាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង ដោយសារច្បាប់គ្រប់គ្រងវិទ្យុសកម្មរបស់វាគឺសាមញ្ញជាពិសេស ពីព្រោះគ្មានវិទ្យុសកម្មណាមួយត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងពីផ្ទៃរបស់វា។

លើសពីនេះ គំនិតនៃរូបកាយខ្មៅទាំងស្រុង ធ្វើឱ្យវាអាចបញ្ជាក់បានថា នៅក្នុងធម្មជាតិមិនមានរូបកាយណាដែលបញ្ចេញកំដៅខ្លាំងជាងរាងកាយខ្មៅនោះទេ។

ជាឧទាហរណ៍ អនុលោមតាមច្បាប់របស់ Kirchhoff សមាមាត្រនៃការសាយភាយនៃរាងកាយមួយ។ និងការស្រូបយករបស់វា។ ដូចគ្នាសម្រាប់រាងកាយទាំងអស់ ហើយអាស្រ័យតែលើសីតុណ្ហភាពប៉ុណ្ណោះ សម្រាប់សាកសពទាំងអស់ រួមទាំងពណ៌ខ្មៅទាំងស្រុង នៅសីតុណ្ហភាពដែលបានផ្តល់ឱ្យ៖

(3)

ចាប់តាំងពីអំណាចស្រូបយកនៃរាងកាយខ្មៅល្អឥតខ្ចោះ
ប៉ុន្តែ និង ល។ តែងតែតិចជាង 1 បន្ទាប់មកវាធ្វើតាមច្បាប់របស់ Kirchhoff ដែលកំណត់ការបំភាយឧស្ម័ន មានរាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង។ ដោយសារមិនមានរូបកាយខ្មៅពិតប្រាកដនៅក្នុងធម្មជាតិ គំនិតនៃតួពណ៌ប្រផេះត្រូវបានណែនាំ កម្រិតនៃភាពខ្មៅរបស់វាε ដែលជាសមាមាត្រនៃការបញ្ចេញសារធាតុពណ៌ប្រផេះ និងរាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង៖

អនុវត្តតាមច្បាប់របស់ Kirchhoff និងយកទៅក្នុងគណនីនោះ។
អាចត្រូវបានសរសេរ
កន្លែងណា
ទាំងនោះ . កម្រិតនៃភាពខ្មៅកំណត់លក្ខណៈទាំងការសាយភាយដែលទាក់ទង និងការស្រូបយកនៃរាងកាយ . ច្បាប់ជាមូលដ្ឋាននៃវិទ្យុសកម្មដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីការពឹងផ្អែកនៃអាំងតង់ស៊ីតេវិទ្យុសកម្ម
យោង​ទៅ​លើ​ជួរ​រលក​ពន្លឺ​នេះ (វិទ្យុសកម្ម monochromatic) គឺជា​ច្បាប់​របស់ Planck ។

(4)

កន្លែងណា - រលក, [m];

;

និង គឺជាអថេរ Planck ទីមួយ និងទីពីរ។

នៅលើរូបភព។ 1.2 សមីការនេះត្រូវបានបង្ហាញជាក្រាហ្វិក។

អង្ករ។ ១.២. តំណាងក្រាហ្វិកនៃច្បាប់ Planck

ដូចដែលអាចមើលឃើញពីក្រាហ្វ រាងកាយខ្មៅបញ្ចេញពន្លឺនៅសីតុណ្ហភាពណាមួយក្នុងជួរដ៏ធំទូលាយនៃរលកចម្ងាយ។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើង អាំងតង់ស៊ីតេវិទ្យុសកម្មអតិបរិមានឹងផ្លាស់ប្តូរឆ្ពោះទៅរកប្រវែងរលកខ្លីជាង។ បាតុភូតនេះត្រូវបានពិពណ៌នាដោយច្បាប់របស់ Wien៖

កន្លែងណា
គឺជារលកប្រវែងដែលត្រូវគ្នានឹងអាំងតង់ស៊ីតេវិទ្យុសកម្មអតិបរមា។

សម្រាប់តម្លៃ
ជំនួសឱ្យច្បាប់របស់ Planck អ្នកអាចអនុវត្តច្បាប់ Rayleigh-Jeans ដែលត្រូវបានគេហៅថា "ច្បាប់នៃវិទ្យុសកម្មរលកវែង"៖

(6)

អាំងតង់ស៊ីតេវិទ្យុសកម្ម សំដៅទៅលើជួររលកទាំងមូលពី
ពីមុន
(វិទ្យុសកម្មអាំងតេក្រាល) អាចត្រូវបានកំណត់ដោយច្បាប់របស់ Planck ដោយការរួមបញ្ចូលៈ

តើការសាយភាយរាងកាយខ្មៅនៅឯណា។ ការបញ្ចេញមតិត្រូវបានគេហៅថាច្បាប់ Stefan-Boltzmann ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ Boltzmann ។ សម្រាប់រាងកាយពណ៌ប្រផេះ ច្បាប់ Stefan-Boltzmann ត្រូវបានសរសេរជា៖

(8)

គឺជាការសាយភាយនៃរាងកាយពណ៌ប្រផេះ។ ការផ្លាស់ប្តូរកំដៅដោយវិទ្យុសកម្មរវាងផ្ទៃទាំងពីរត្រូវបានកំណត់នៅលើមូលដ្ឋាននៃច្បាប់ Stefan-Boltzmann និងមានទម្រង់:

(9)

ប្រសិនបើ
បន្ទាប់មក ភាពសាយភាយដែលបានកាត់បន្ថយនឹងស្មើនឹងការបំភាយនៃផ្ទៃ , i.e.
. កាលៈទេសៈនេះគឺជាមូលដ្ឋាននៃវិធីសាស្រ្តសម្រាប់កំណត់ការសាយភាយ និងការបញ្ចេញឧស្ម័ននៃសាកសពពណ៌ប្រផេះដែលមានទំហំតូចបើប្រៀបធៀបទៅនឹងសាកសពដែលផ្លាស់ប្តូរថាមពលរស្មីទៅគ្នាទៅវិញទៅមក។

(10)

(11)

ដូចដែលអាចមើលឃើញពីរូបមន្តនិយមន័យនៃ emissivity និង emissivity ពីរាងកាយពណ៌ប្រផេះត្រូវការដឹងពីសីតុណ្ហភាពលើផ្ទៃ តេស្តរាងកាយ, សីតុណ្ហភាព បរិយាកាស និងលំហូរកំដៅដោយរស្មីចេញពីផ្ទៃនៃរាងកាយ
. សីតុណ្ហភាព និង អាចត្រូវបានវាស់ដោយវិធីសាស្រ្តដែលគេស្គាល់។ ហើយលំហូរកំដៅដោយរស្មីត្រូវបានកំណត់ដោយការពិចារណាដូចខាងក្រោម។

ការរីករាលដាលនៃកំដៅពីផ្ទៃនៃសាកសពចូលទៅក្នុងចន្លោះជុំវិញកើតឡើងតាមរយៈវិទ្យុសកម្មនិងការផ្ទេរកំដៅក្នុងអំឡុងពេល convection ដោយឥតគិតថ្លៃ។ លំហូរពេញ ពីផ្ទៃនៃរាងកាយ, ដូច្នេះ, នឹងស្មើនឹង:

កន្លែងណា
;

- សមាសធាតុ convective នៃលំហូរកំដៅ ដែលអាចកំណត់ដោយច្បាប់ Newton-Richmann៖

(12)

ម៉្យាងទៀតមេគុណផ្ទេរកំដៅ អាចកំណត់ពីកន្សោម៖

(13)

សីតុណ្ហភាពកំណត់នៅក្នុងកន្សោមទាំងនេះគឺជាសីតុណ្ហភាពនៃស្រទាប់ព្រំដែន៖

អង្ករ។ 2 គ្រោងការណ៍នៃការរៀបចំពិសោធន៍

រឿងព្រេង៖

ខ - ប្តូរ;

P1, P2 - និយតករវ៉ុល;

PW1, PW2 - ឧបករណ៍វាស់ថាមពល (វ៉ាត់ម៉ែត្រ);

NE1, NE2 - ធាតុកំដៅ;

IT1, IT2 - ម៉ែត្រសីតុណ្ហភាព;

T1, T2 ជាដើម។ - thermocouples ។

ច្បាប់របស់ Planck ។ អាំងតង់ស៊ីតេវិទ្យុសកម្មនៃរាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង I sl និងរាងកាយពិតណាមួយដែលខ្ញុំពឹងផ្អែកលើ និងប្រវែងរលក។

រាងកាយខ្មៅពិតប្រាកដមួយបញ្ចេញកាំរស្មីនៃប្រវែងរលកទាំងអស់ពី l \u003d 0 ដល់ l \u003d ¥ ។ ប្រសិនបើយើងបែងចែកធ្នឹមដោយចម្ងាយរលកខុសៗគ្នាពីគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយវាស់ថាមពលនៃធ្នឹមនីមួយៗ វាប្រែថាការចែកចាយថាមពលតាមវិសាលគមគឺខុសគ្នា។

នៅ​ពេល​រលក​កើនឡើង ថាមពល​នៃ​កាំរស្មី​នឹង​កើនឡើង នៅ​ចម្ងាយ​រលក​ជាក់លាក់​មួយ​វា​ឡើង​ដល់​អតិបរមា បន្ទាប់មក​ថយចុះ។ លើសពីនេះទៀតសម្រាប់ធ្នឹមដែលមានរលកដូចគ្នាថាមពលរបស់វាកើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃកាំរស្មីដែលបញ្ចេញរាងកាយ (រូបភាព 11.1) ។

សំណុំ Planck ច្បាប់បន្ទាប់ការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងអាំងតង់ស៊ីតេនៃវិទ្យុសកម្មនៃរាងកាយខ្មៅទាំងស្រុងអាស្រ័យលើនិងប្រវែងរលក:

ខ្ញុំ sl \u003d s 1 l -5 / (e s / (l T) - 1), (11.5)

ការជំនួសច្បាប់របស់ Planck ទៅជាសមីការ (11.7) និងការរួមបញ្ចូលពី l \u003d 0 ដល់ l \u003d ¥ យើងឃើញថាវិទ្យុសកម្មអាំងតេក្រាល (លំហូរកំដៅ) នៃតួខ្មៅពិតគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងថាមពលទីបួននៃដាច់ខាតរបស់វា (Stefan-Boltzmann ច្បាប់) ។

E s \u003d C s (T / 100) 4, (11.8)

ដែលជាកន្លែងដែល C s \u003d 5.67 W / (m 2 * K 4) - ការបញ្ចេញចោលនៃរាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង

ការកត់សម្គាល់នៅក្នុងរូបភាពទី 11.1 បរិមាណថាមពលដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងផ្នែកពន្លឺនៃវិសាលគម (0.4-0.8 មីក្រូន) វាងាយស្រួលឃើញថាសម្រាប់អ្នកទាបវាតូចណាស់បើប្រៀបធៀបទៅនឹងថាមពលនៃវិទ្យុសកម្មអាំងតេក្រាល។ មានតែនៅពេលដែលព្រះអាទិត្យគឺ ~ 6000K ថាមពលនៃកាំរស្មីពន្លឺគឺប្រហែល 50% នៃថាមពលសរុបនៃវិទ្យុសកម្មខ្មៅ។

រូបធាតុពិតទាំងអស់ដែលប្រើក្នុងបច្ចេកវិជ្ជាមិនខ្មៅទាំងស្រុងទេ ហើយជាមួយនឹងថាមពលដូចគ្នា បញ្ចេញថាមពលតិចជាងតួខ្មៅទាំងស្រុង។ វិទ្យុសកម្មនៃសាកសពពិតក៏អាស្រ័យលើប្រវែងរលកដែរ។ ដូច្នេះថាច្បាប់នៃវិទ្យុសកម្មរាងកាយខ្មៅអាចត្រូវបានអនុវត្តចំពោះរូបកាយពិត គំនិតនៃរូបកាយ និងវិទ្យុសកម្មត្រូវបានណែនាំ។ វិទ្យុសកម្មត្រូវបានគេយល់ថាជាកាំរស្មីមួយដែលស្រដៀងទៅនឹងវិទ្យុសកម្មរាងកាយខ្មៅមានវិសាលគមបន្តប៉ុន្តែអាំងតង់ស៊ីតេនៃកាំរស្មីសម្រាប់រលកនីមួយៗ I l សម្រាប់ណាមួយគឺជាប្រភាគថេរនៃអាំងតង់ស៊ីតេវិទ្យុសកម្មរាងកាយខ្មៅ I sl , i.e. មានទំនាក់ទំនង៖

I l / I sl \u003d e \u003d const ។ (11.9)

តម្លៃនៃអ៊ីត្រូវបានគេហៅថាកម្រិតនៃភាពខ្មៅ។ វាអាស្រ័យលើលក្ខណៈសម្បត្តិរាងកាយ។ កម្រិតនៃភាពខ្មៅនៃសាកសពគឺតែងតែតិចជាងការរួបរួម។

ច្បាប់របស់ Kirchhoff ។សម្រាប់រាងកាយណាមួយ ថាមពលវិទ្យុសកម្ម និងស្រូបទាញអាស្រ័យលើ និងប្រវែងរលក។ សាកសពផ្សេងៗគ្នាមាន អត្ថន័យផ្សេងៗ E និង A. ទំនាក់ទំនងរវាងពួកវាត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយច្បាប់ Kirchhoff៖

E \u003d E s * A ឬ E / A \u003d E s \u003d E s / A s \u003d C s * (T / 100) ៤. (១១.១១)

សមាមាត្រនៃការសាយភាយនៃរាងកាយ (E) ទៅនឹងសមត្ថភាពស្រូបយករបស់វា (A) គឺដូចគ្នាសម្រាប់រាងកាយទាំងអស់ដែលនៅដូចគ្នា និងស្មើនឹងការសាយភាយនៃរាងកាយខ្មៅទាំងស្រុងក្នុងពេលតែមួយ។

វាអនុវត្តតាមច្បាប់របស់ Kirchhoff ដែលថាប្រសិនបើរាងកាយមានសមត្ថភាពស្រូបយកទាប នោះវាក៏មានការបញ្ចេញសារធាតុពុលទាបផងដែរ។ រាងកាយខ្មៅពិតប្រាកដដែលមានថាមពលស្រូបយកអតិបរមាក៏មានការសាយភាយខ្ពស់បំផុតផងដែរ។

ច្បាប់របស់ Kirchhoff នៅតែមានសុពលភាពសម្រាប់វិទ្យុសកម្ម monochromatic ផងដែរ។ សមាមាត្រនៃអាំងតង់ស៊ីតេវិទ្យុសកម្មនៃរាងកាយនៅចម្ងាយរលកជាក់លាក់មួយទៅនឹងសមត្ថភាពស្រូបយករបស់វានៅចម្ងាយរលកដូចគ្នាសម្រាប់រាងកាយទាំងអស់គឺដូចគ្នា ប្រសិនបើពួកវានៅដូចគ្នា ហើយជាលេខស្មើនឹងអាំងតង់ស៊ីតេវិទ្យុសកម្មនៃរាងកាយពណ៌ខ្មៅទាំងស្រុងនៅដូចគ្នា រលក និង ឧ គឺ​ជា​មុខងារ​នៃ​តែ​រយៈ​ពេល​រលក​និង​:

E l / A l \u003d I l / A l \u003d E sl \u003d I sl \u003d f (l, T) ។ (11.12)

ដូច្នេះ រាងកាយ​ដែល​បញ្ចេញ​ថាមពល​នៅ​ចម្ងាយ​រលក​ណា​មួយ​អាច​ស្រូប​យក​វា​បាន​ក្នុង​រយៈ​ចម្ងាយ​រលក​ដូចគ្នា។ ប្រសិនបើរាងកាយមិនស្រូបយកថាមពលនៅក្នុងផ្នែកខ្លះនៃវិសាលគមនោះ វាមិនបញ្ចេញពន្លឺនៅក្នុងផ្នែកនៃវិសាលគមនេះទេ។

វាក៏អនុវត្តតាមច្បាប់របស់ Kirchhoff ដែលកម្រិតនៃភាពខ្មៅនៃរាងកាយ e នៅដូចគ្នាគឺស្មើនឹងលេខមេគុណស្រូបយក A:

e \u003d I l / I sl \u003d E / E sl \u003d C / C sl \u003d A. (11.13)

ច្បាប់របស់ Lambert ។ថាមពលរស្មីដែលបញ្ចេញដោយរាងកាយបន្តពូជនៅក្នុងលំហក្នុងទិសដៅផ្សេងៗគ្នាជាមួយនឹងអាំងតង់ស៊ីតេខុសៗគ្នា។ ច្បាប់ដែលបង្កើតការពឹងផ្អែកនៃអាំងតង់ស៊ីតេនៃវិទ្យុសកម្មលើទិសដៅត្រូវបានគេហៅថាច្បាប់ Lambert ។

ច្បាប់របស់ Lambert កំណត់ថា បរិមាណថាមពលរស្មីដែលបញ្ចេញដោយធាតុផ្ទៃ dF 1 ក្នុងទិសដៅនៃធាតុ dF 2 គឺសមាមាត្រទៅនឹងផលិតផលនៃបរិមាណថាមពលដែលបញ្ចេញតាម dQ ធម្មតា n ដងនៃមុំលំហ dsh និង cosц ដែលផ្សំឡើងដោយ ទិសដៅនៃវិទ្យុសកម្មជាមួយធម្មតា (រូបភាព 11.2):

d 2 Qn = dQ n * dw * cosj ។ (11.14)

ជាលទ្ធផល បរិមាណដ៏ធំបំផុតនៃថាមពលរស្មីត្រូវបានបញ្ចេញក្នុងទិសដៅកាត់កែងទៅនឹងផ្ទៃវិទ្យុសកម្ម ពោលគឺនៅ (j=0)។ នៅពេលដែល j កើនឡើង បរិមាណថាមពលរស្មីថយចុះ ហើយនៅ j = 90° វាស្មើនឹងសូន្យ។ ច្បាប់របស់ Lambert មានសុពលភាពទាំងស្រុងសម្រាប់រាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង និងសម្រាប់សាកសពដែលមានវិទ្យុសកម្មសាយភាយនៅ j = 0 - 60 °។

សម្រាប់ផ្ទៃប៉ូលា ច្បាប់របស់ Lambert មិនត្រូវបានអនុវត្តទេ។ សម្រាប់ពួកវា វិទ្យុសកម្មនៅ j នឹងធំជាងក្នុងទិសដៅធម្មតាទៅផ្ទៃ។