انتقال حرارت تشعشعی :

عکس دستگاه

در جدول زیر به معرفی برخی از اصطالحات بکار برده شده در انتق��ال ح��رارت تشعشعی و واحدهای آنها پرداخته میشود و پس از آن توضیحات کوتاهی درب��اره

هریک از این اصطالحات خواهد آمد.

آورده شود.TQ 2جدول

Luminous flux (PV )and radiant flux : (φφe)

( موج هایflux( یا فالکس )powerاین اصطالح برای عنوان توان ) الکترومغناطیسی که از یک منبع در کل جهات وارد می شود، بیان می گردد و به

بیان ساده تر به معنای مقدار آن )نور یا حرارت( در واحد زمان است.

و برای حرارت وات است.Lumexکه مقدار واحد آن برای نور

Luminous intensitiy ( IV ) and radiant intensity ( I e )

آورده شود.22شکل

اکثر موج های الکترومغناطیسی در تمامی جهات انتقال می یابند. اما بعض��ی ب��ر ی��ا ب��رایfluxروی یک جهت یا یک سطح تمرکز می کنند. بن��ابراین نمی ت��وان از

این منظور استفاده کرد.

( اس��تفاده می ک��نیم ک��هintensityبرای این حالت از شدت نور یا شدت حرارت )مقدار انرژی الکترومغناطیس را در یک سطح دایره ای بیان می کند.

Luminous intensity:

مقدار شدت نور را در یک سطح مخروطی بیان می کند.

می شناسیم که باsolid angle (w)مقدار زاویه این سطح مخروطی را به عنوان ( نیز شناخته می شود.یک استرادیان زاویه فضایی جسم است ک��هsrاسترادیان )

متناسب است با مساحت بخشی از کره که جسم پوشانده تقسیم بر شعاع کره :2به توان

Ω= S

r 2

آورده شود.23شکل

مقدار شدت نور یا شدت حرارت از رابطه زیر حاصل می شود.

IV=QV

wو I e=Q e

w

( میcandelaب��رای ش��دت ن��ور واح��دی ک��ه مط��رح ش��ده اس��ت را ب��ه عن��وان ) شناسیم که از شدت نور یک شمع می آید که این مقدار شدت ن��ور تابی��ده ش��ده

است.1 و فشار 1.6m2به شطحی به مساحت

1cd=1 LmSr

= LumonStradian

Luminance (Lv)∧radiance (Le )

آورده شود.24شکل

ب��ر واح��د س��طح می آی��د. ب��رای ن��ور power ی��ا fluxاین اص��طالح از cd

m2و ب��رای

حرارت w

mL.است

Luminance (Ev )∧radiance (Ee )

آورده شود.25شکل

این عنوان برای انرژی الکترومغناطیسی نورانی یا حرارتی که یک سطح دریافت مقدار انرژی است ک��ه ی��ک س��طح ب��هilluminanceمی کند، بیان می شود. برای

مق��دار وات ب��ر س��طحی ب��هirradance دری��افت می کن��د و ب��رای 1m2مس��احت است.1m2مساحت

1 Lux=1 Lumenm2

=1candela . stradianm2

آورده شود.26شکل

قسمت تقس��یم می3مقدار انرژی ساطع شده از یک منبع نورانی یا حرارتی به شود.

)انرژی منعکس شده .1 ρ )

α)انرژی جذب شده .2 )

τ)انرژی انتقال یافته .3 )

مقدار و درصد هریک از این قس��متها ب��ه جنس، ض��خامت و وی��ژگی ه��ای س��طحبستگی دارد. اما مجموع سه قسمت باال برابر با یک خواهد شد.

ρ+α+τ=1

کدر و τ=0→ρ+α=1→برایاجسامتیره

انتقالخوبیدارند ρ=1→α−τ=1→برایاجسامیکه

Transmittance (τ )∧absorbance (A )

آورده شود.27شکل

Transmittance : (τ )

این اصطالح مقدار انرژی الکترومغناطیس انتقال یافت��ه از ی��ک س��طح را ان��دازهگیری می کند که از رابطه ساده زیر محاسبه می شود.

τ=I 2I 1

از طریق لوکس متر می خوانیم، بنابراین :Luxچون مقدار نور را برحسب

τ=Ev2Ev1

Absorbance and absorbtion:

به رابطه ساده زیر ک��ه ارتب��اط ش��دت ن��ور ورودی و خ��روجی را بی��ان می کن��د،Absorbance .گفته می شود

Absorbance A (⋋ )= log10I e 1I e 2

I e1=انرژیورودی مقدارI e2=انرژیخروجی {مقدار

Absorbanceبازهم چون ما از لوکس متر استفاده می کنیم، مقدار A (⋋ را از(رابطه زیر بدست می آوریم.

Absorbance A (⋋ )=log10E v1

E v2

مقدار انرژی که جسم می تواند با شدت های مختلف جذب کند و مقدار انرژیکه می تواند از یک جسم بگیرد و به جسم دیگر انتقال دهد.

:inverse square lawقانون عکس مجذور فاصله

آورده شود.28شکل

این قانون که گاهی قانون فاصله المبرت یا قانون سطح نامیده می شود، نشانilluminaceمی دهد که انرژی دریافتی ) or irradinceس��طح ب��ه ان��دازه مج��ذور )

فاصله ای که از منبع انرژی دارد، کاهش می یابد.

بنابر عکس باال :

E2=E1q

عکس فوق نشان می دهد که بع�د از این ک�ه ن��ور از منب��ع ن��ور خ�ارج ش��د و ب��ه از منبع نور اص��ابت ک��رد . این س��طح را روش��ن می کن��د وr به فاصله A1سطح

مج��ذور خواه��د ش��د.A2حال اگر این فاصله دو برابر شود، سطح روش��ن ش��ده یعنی :

A2=4 A1

Lux برابر خواهد ش��د. ام��ا مق��دار 4با دو برابر کردن فاصله، سطح روشن شده که سطح دریافت میکند، کمتر خواهد شد.

E v×1r×Eeو

1

r 2

نمودار زیر مقدار لگاریتم انرژی دریافت شده برحسب لگاریتم فاصله است ک��هبصورت خطی رسم می شود.

آورده شود.29نمودار

قانون کسینوس )برای نور( :

cosin low ( for light )

آورده شود.30شکل

قانون کسینوس برای ن��ور نش��ان می ده��د ک��ه مق��دار دری��افت ان��رژی )ن��ور( درi درراستای منب��ع ن��ور باش��د، بیش��ترین ح��الت را دارد. حالتی که لوکس متر دقیقا

θ=0یعنی

( این مق��دارrبا تغییر زاویه ل��وکس م��تر از راس��تای مس��تقیم در هم��ان فاص��له ) است.(E1 کمتر ازE2کاهش می یابد. )

قانون کسینوس برای نور به صورت زیر بیان می شود.

E2=E1 cosθ

دو نمودار زیر برای این قانون رسم شده است.

آورده شود.31شکل

با تغییر زاویه منبع نور برای این آزمایش بهتر است از رابطه زیر برای این قانوناستفاده شود.

E2=E1cos2θ

آزمایش ها :

نور :

(inverse squre law : قانون عکس مجذور فاصله )1آزمایش شماره

از منبع نور قرار دهید.mm 501لوکس متر را در فاصله .1توجه داشته باشید که لوکس متر و منبع نور باهم زاویه نداشته باشند. .2 با دوبار کلیک بر روی عددی که لوکس متر در نرم افزار نشان می دهد، مقدار.3

آن را صفر کنید. لوکس متر را در توان مشخصی قرار دهید و منتظر بمانید که لوکس متر عدد.4

ثابتی را نشان دهد.

جدول زیر را کامل کنید.

نمونه ازمایش انجام شده و نمونه محاسبات:

Log RRLog x( فاصلهx)3.0711852.171502.64022.483002.32002.65450

2.081202.78600

1.22.23.24.25.26.27.28.29.20

5.0

1

5.1

2

5.2

3

5.3

a

a

2.782.652.482.17x2.082.32.63.07y

: قانون کسینوس2آزمایش شماره

از منبع نور قرار دهید. 150mmلوکس متر را در فاصله .1θ=0)توجه داشته باشید که لوکس متر و منبع نور در مقابل هم باشند. .2 )

مقدار عددی که لوکس متر در نرم افزار نشان می دهد را صفر کنید. .3منبع نور را در توان مشخصی قرار دهید..4 درجه تغییر دهید و مقدار عدد لوکس متر را بخوانید و10منبع نور را در هر .5

در جدول زیر ثبت نمایید.

نمونه ازمایش و نمونه محاسبات:

E2Luxθ

E1=112411240E2=1198=1124× cos

210≅ 1190119810E2=1008=1124×cos

220≅ 992100820E2=865=1124×cos

230≅ 84386530E2=650=1124×cos

240≅ 65965040

( Transmittence : انتقال نور )3آزمایش شماره

از منبع نور قرار دهید. 300mmلوکس متر را در فاصله .1 از منبع نور قرار دهید.150mmنگهدارنده صفحات رنگی )فیلتر( را در فاصله .2

)هیچ صفحه یا فیلتری روی آن نگذارید.(زاویه لوکس متر و منبع نور نسبت به هم صفر باشد..3مقدار عدد لوکس متر را صفر کنید..4 منبع نور را روشن کرده و روی توان مشخصی قرار دهید و صبر کنید تا.5

لوکس متر عدد ثابتی را نشان دهد.فیلترهای مختلف را قرار داده و مقدار عدد لوکس متر را قرائت کنید..6

جذب xIضخامت αضریب 2I 1233mm3200400 سفید فیلتر632mm360400 زرد فیلتر

1229mm310400 قرمز فیلتر

آزمایش های حرارت :

آزمایش عکس مجذور فاصله :

رادیومتر را در محل مناسب روبروی منبع گرم قرار دهید..1مقدار عدد رادیومتر را صفر کنید. .2( قرار دهید.50رادیومتر را می توان روی توان معین باالی )%.3T)صبر کنید تا دمای سطح هیتر .4 s ثابت شود.(جدول زیر را کامل کنید..5

نمونه ازمایش و نمونه محاسبات:

logRadiometerlogفاصله2.66465

w

m2110cm

2.2160w

m210320cm

1.7455w

m210430cm

1.1715w

m210640cm

آزمایش استفان بولتزمن :

Eeb=ε6 τ4

ε= 1جسم سیاه : ثابت استفان- بولتزمن :

6=5−67×10−8

رادیومتر را در مکان دلخواه مناسب قرار دهید..1پایه های ورق های فلزی )فیلتر( را بین رادیومتر و منبع گرم قرار دهید. .2ورق ها را روی پایه نگهدارنده قرار دهید..3مقدار عدد رادیومتر را صفر کنید..4T)مقدار توان را تنظیم کنید و صبر کنید تا .5 s ثابت شود.(T)بعد از ثابت شدن .6 s مقدار عدد رادیومتر را بخوانید.(جدول زیر را کامل کنید..7

نمونه ازمایش و نمونه محاسبات:

T s=88

T A=14.3

T B=18.3

q=(5.67×10−8 ) (884−14.34 )=3.37