Buxoro davlat universiteti texnologik va professional

Литература: 
1. Абдурахманов А., Тураева У.Ф., Клычев Ш.И. Методика определения 
интегральной селективности реальных тел. // Гелиотехника, 2008. - №4. – 
С. 50-53. 
2. Абдурахманов А., Тураева У.Ф., Клычев Ш.И. Методика определения 
интегральной излучательной способности приемников солнечного 
излучения. // Гелиотехника, 2009. - №4. – С. 62-64. 
3. Смирнова И. Е., Жоров Г.А. Уточненный способ при определении 
излучательных свойств материалов калориметрическим методом. // 
Гелиотехника, 1980.- №1. – С.33-35.
4. Драбкин 
Л.М. Экспресс – метод определения интегральной 
излучательной способности материалов и покрытий. // Гелиотехника, 
1992.- №3. – С.57-61.
5. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. – М.: 
Энергоиздат, 1975. - 488с. 
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ
МАТЕРИАЛОВ ПО ДИНАМИКЕ НАГРЕВА (ОХЛАЖДЕНИЯ) 
Ў.Ф. Тўраева 
Кандидат технических наук, доцент, БГУ 
А. Каримбердиева 
Студент 3 курса по направления технологические обучение 
Анализ методики определения излучательных характеристик (

T
) по 
равновесным температурам показывает, что на этой основе возможно 
создание и нестационарного метода определения 

T
. Метод заключается в 
том, что излучательная способность определяется не по отдельной 
равновесной температуре, а в целом по кривой охлаждения. 
В этом методе также идет нагрев двух образцов – рабочего и «АЧТ», 
далее по достижении равновесной температуры, источник излучения 
выключается и строится экспериментальная кривая охлаждения обеих 
образцов. 
Учитывая геометрию образцов (плоские пластины) на основе 
одномерной нестационарной модели [1] определяются расчетные кривые 
охлаждения. Далее, для черного тела проводится сравнение расчетной и 
экспериментальной 
кривой 
в 
результате 
подбирается 
расчетный 
коэффициент конвективной теплоотдачи 

К
. Считая, что 

К
для черного и 
рабочего образца равны (см. обоснование выше) для рабочего образца путем 
варьирования излучательной способностью добиваемся совпадения 

---

275 
расчетной и экспериментальной кривой и для рабочего образца. Отличие 
данного способа от разработанного выше метода определения 

T
только по 
одной равновесной температуре в том, что здесь идет сопоставление по 
нескольким температурам. 
0
5
10
15
20
25
10
20
30
40
50
60
охлаждение
нагрев
"черный"
t, 
0
C

, min


 h = 1,8mm
Е=1352Вт/м
2
tв=10
0
С
Рис. 1. Динамика охлаждения тонкой (1.8мм) зачерненной медной пластины. 
На рис.1. приведены расчетные и экспериментальные (точки) кривые 
охлаждения и нагрева (для сравнения) медной тонкой пластины покрытой со 
всех сторон сажей. 
Как видно, возможно обеспечение достаточно хорошего совпадения 
расчетных кривых с экспериментом. 
Дальнейший анализ динамики изменения температур показал, что 
возможно определение излучательной способности и по динамике нагрева. 
Важным здесь моментом является обеспечение условия: 
α
1
= 

1
и α
2
= 

2 
(1) 
Оно заключается в том, что условие (1) накладывает ограничение на 
температуры источника излучения (Т
ИЗЛ
). Т. е. в общем случае температуры 
источника должны быть такими, чтобы большая часть падающего излучения 
находилась в области длин волн собственного излучения. Например, для 
солнечного приемника НПУ, собственное излучение находится в области 
длин волн более 3мкм. Оценки показывают, что для солнечного приемника 
температура источника не должны превышать 320
0
С, только в этом случае 
более 90% энергии падающего излучения лежит в области длин волн более 
3мкм, а если ограничится условием 80% попадания, то температура 
источника может быть поднята до 520
0
С. Таким образом, для приемников 
НПУ условие (1) может быть обеспечено как за счет температуры источника, 
так и увеличения его габаритов (создание распределенного источника). 
Причем важно, что при этом практически нет требований по равномерности 
температуры по поверхности источника, главное, чтобы в эксперименте оба 
образца облучались равномерно. 
Рассмотрим методику определения излучательной способности 
приемника ε
Т
по динамике нагрева. 

---

276 
Известно, что при одинаковой плотности потока падающего излучения 
серые тела, независимо от ε
Т
имеют одинаковую равновесную температуру. 
В то же время динамика их нагрева может отличаться. Расчетная модель 
задачи нагрева одномерной пластины и параметры задачи приведена на рис. 
2, где Е
ПАД
, Е
R
, Е
Z
– плотности потоков излучения падающего, окружающей 
среды (небо, здания, прозрачного ограждения образца) и Земли; 

1
, 

2
– 
скорости воздуха над и под пластиной; 

, 

, С – соответственно 
теплопроводность, плотность и удельная теплоёмкость образца; h – толщина 
образца; L – характерный (условный) размер пластины в формулах для 
определения коэффициента конвективной теплоотдачи.
Особенность задачи заключается в том, что при определении ε
Т
на 
воздухе необходимо учитывать кроме излучения пластины и теплообмен 
конвекцией. 
Рис. 2. Схема одномерной нестационарной задачи нагрева. 
0
20
40
60
80
100
20
40
60
80
100
t
0
=20
0
C E=1260 Вт/м2

=0
t, 
o
C

min




a)
0
10
20
30
40
50
60
20
30
40
50
60
70
t
0
=20
0
C E=1260 Вт/м
2 

=0,55
t, 
o
C

min




б)
а - в вакууме 
б - на воздухе. 
Рис.3. Динамика нагрева пластины во времени при различных ε
Т
. 

---

277 
На рис.3 а,б приведена динамика температур нагрева пластины при 
различных ε
Т
(h = 3мм, λ = 384Вт/м
*
К, 

=8800кг/м
3
, C = 0,391Дж/кг
*
о
С), в 
вакууме (а) и на воздухе (б). Из рис. 3а видно, что равновесная температура 
нагрева в отсутствии конвекции действительно одинакова, однако и в 
вакууме влияние ε
Т
на динамику нагрева существенно. 
В воздухе, вследствие конвекции (см. рис.3б) эти эффекты 
смазываются, однако важно, что существенно различаются равновесные 
температуры. Анализ кривых показывает, что в принципе по разности 
равновесных температур или максимальных разностей на кривой динамики 
нагрева можно определять ε
Т
на воздухе. 
Так, например, (см. рис. 3б.) разность температур между кривыми 
температур нагрева при ε
Т
= 0,945 и с ε
Т
= 0,5 составляет в максимуме в 
вакууме Δt = 32,57 
0
С (а), а на воздухе Δt = 14,9 
0
С (б), а разность 
равновесных температур на воздухе Δt = 12,88
0
С (б).
Такие расчеты для широкого интервала ε
Т 
представлены на рис. 4, где 
представлены максимальные и равновесные разности температур, 
относительно «черного» тела (ε
Т
= 0,945).
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0
4
8
12
16

t =
t

-t
АЧ
Т
0
C


Е=1260Вт/м
2 
t=20
0
C

=0.55
1
2
Рис. 4. Разности температур тел с различными ε
Т
относительно 
"черного" тела: 1-максимальные, 2 – равновесные. 
В связи с существенным влиянием конвекции (см. рис. 2.8б) было 
рассмотрено влияние коэффициента теплоотдачи (или скорости воздуха ω) 
на динамику нагрева (см. рис. 5) для ε
Т
= 0,8. 

---

278 
0
10
20
30
40
20
30
40
50
60
70
80
t, 
0
C

min




Рис. 5. Влияние конвекции на динамику температур нагрева. 
Как видно влияние скорости воздуха ω (или коэффициента 
теплоотдачи) на динамику нагрева существенно, т.е. метод определения ε
Т
по 
динамике нагрева требует достаточно точного определения величины 
конвективных теплопотерь. Для определения конвективных теплопотерь 
может быть использована кривая охлаждения черного тела в этих условиях 
(см. рис.1), причем при охлаждении, когда источник выключается 
требований к обеспечению условия (1) не имеется, т.е. нагрев можно вести 
источником с любой температурой.
Этот метод, в общем, позволяет достаточно быстро определять 
излучательную способность любого непрозрачного покрытия. Основная 
погрешность метода обусловлена погрешностью определения конвективных 
теплопотерь, но если эксперимент проводится одновременно с двумя 
образцами, то погрешность метода будет составлять как и в методе 
определения ε
Т
по равновесным температурам (см. [2]) около 8%. Однако в 
отличии от [2] в этом методе практически после, непосредственно 
измеренным температурам, по номограмме, представленной на рис.4 можно 
сразу говорить о величине ε
Т
.