Прибор для демонстрации теплового излучения

Прибор для демонстрации теплового излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтснмк

Соцмалмстмчеснмк

Республмн (i>> 917191 (6I ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22)Заявлено 21.07.80 (21) 2964627/28-12 с лрнсоединеинета заявки Ю (23)Приоритет (51 М. Кл.

G 09 В 23/06

ВкударствапЫ юмктат

СССР во делам изабрвтеннй н аткрытвй

Опубликовано 30;03.82. Бюллетень М 12

Дата опубликования описания 30.03.82 (53) УДК 697.245 (088.8) > 4 >

В. А, Керножицкий, Л. Д, Иванов и,, П. Ма>тМф1Ю

3-;

t. ci;(. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ТЕПЛОВОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к учебным пособи; ям по физике, в частности для демонстрации теплового излучения.

Известны приборы по физике для демонстрации процессов, при которых происходит передача теплоты (1) .

Однако эти приборы не позволяют оперативно демонстрировать рассматриваемые явления.

Наиболее близким к предлагаемому является прибор для демонстрации теплового излучения, содержащий электронагреватель, внутри которого расположен керамический жаростойкий излучатель. Электронагреватель выполнен из оксидированной проволоки жаро., прочного сплава, навитой на полый цилиндр иэ жароупорного диэлектрика (2).

Недостатком прибора является значительная затрата учебного времени на подготовку его к демонстрации: помещение излучателя в нагреватель, выдерживание его в нагревателе, извлечение из нагревателя. Демонстрация теплового излучения проводится в течение ограйиченного времени, пока излучатель не oc= тынет, что снижает демонстрационные возможности прибора. Кроме того, вследствие значительного нагрева деталей прибора, последний небезопасен в обращении.

Целью изобретения является повышение наглядности демонстрации и удобства пользования прибором.

Указанная цель достигается тем, по в приборе для демонстрации теплового излучения, содержащем электронагревательную спираль, установленную -на сердечнике, керамический жаростойкий излучатель и индикатор теплового излучания, излучатель содержит вертикально расположенную диафрагму с отверстиями и пластины, нмеющие различную теплопроводность, и установленные в отверстиях диафраг. мы, а сердечник элеектронагревателя выполнен в виде пластины, установленной параллельно диафрагме излучателя, при этом индикатор теплового излучения установлен перед диафрагмой, а нагреватель за ней.

Кроме того, прибор имеет подвижный экран из жаронрочного теплоизоляцнонного ма917191 на регистрирующем устройстве сгувнивается.

Экран 3 опускается в исходное положение и этим перекрывается тепловой поток от электронагревательной спирали. В этом случае пластинки 7 начинают только излучать тепловые лучи и охлаждаться. По мере их охлаждения изображение тепловых. полей от пластинок на регистрирующем устройстве индикатора теряют контрастность. Когда температура материала пластинок 7 сравнивается с температурой материала диафрагмы 5, их изображения исчезают полностью. При этом процесс охлаждения за счет лучеиспускания происходит в том же порядке, что и при нагреве. Сначала охлаждается меду, затем алюминий и т.д.

В той же последовательности исчезает на регистрирующем устройстве индикатора иэображение пластинок 7.

Прибор обеспечивает высокую наглядность демонстрируемого явления, безопасен и удобен в эксплуатации.

5 !

О

Формула изобретения

25 1, Прибор для демонстрации теплового излучения, содержащий электронагревательную спираль, установленную на сердечнике из жаропрочного диэлектрика, керамический жаростойкий излучатель и индикатор теплового излуч ния, отличающийся тем, что, с целью повышения наглядности демонстрации излучения и удобства пользования, излучатель содержит вертикально расположенную диафрагму с отверстиями и пластины, имеющие различную теплопроводность и установленные в отверстиях диафрагмы, а сердечник выполнен в виде пластины, установленной параллельно диафрагме излучателя, при этом индикатор теплового излучения установлен перед диафрагмой, а нагреватель за ней.

2. Прибор по п. 1. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что имеет подвижный экран из жаропрочного теплоизоляционного материала, установленный между. электронагревательной спиралью и диафрагмой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Элементарный учебник физики. Под ред. акад. Г. С. Ландсберга. М., "Физикоматематическая литература", 1961, т. 1, с. 347-349.

2. Авторское свидетельство СССР N 292187, кл. G 09 В 23 06, 1971 (прототип).

50 териала, установленный между электронагревательной спиралью и диафрагмой.

На чертеже изображен прибор, общий вид.

На основании 1 установлены параллельно друг другу пластина 2 с электронагревательной спиралью, экран 3 из жаропрочного теплоизоляционного материала, подвижно закрепленный на кронштейне 4, диафрагма 5 с отверстиями 6, в которых установлены пластинки 7 из различных материалов. Напротив диафрагмы 6 установлен индикатор теплового излучения 8, например тепловизор.

Прибор работает следующим образом.

Перед демонстрацией процесса производится наводка и фокусировка индикатора на поверхность пластин 7, экран 3 устанавливается в нижнее положение между электронагревательной спиралью на пластине 2 и диафрагмой 6. Включается в сеть электронагревательная спираль, тепловой поток полностью перекрывается, все пластинки 7 имеют одинаковую температуру, равную температуре окружающей среды, В этом случае диафрагма

5 на регистрирующем устройстве индикатора изображается в виде поверхности, имеющей одинаковую окраску на всей площади.

Для демонстрации теплового излучения и его свойства, экран 3 перемещают в верхнее положение на кронштейне 4..В результате этого тепловой поток, электромагнитная энергия от электронагревательной спирали 2 .попадает на поверхности пластинок 7 диафрагмы 5. Поскольку пластинки 7 расположены на одинаковом удалении от электронагревательной спирали, имеют одинаковые размеры и чистоту обработки поверхностей, то скоI рость их нагрева (лучепоглотительная способность) определяется теплофизическими свойствами материалов пластинок, в основном коэффициентом теплопроводности, который имеет различные численные значения для разных материалов. Например, для меди

0,92 кал/см. град., для алюминия 0,50, для латуни 0,26 и т,д.

Поэтому на регистрирующем устройстве индикатора 8 по мере прогрева материала пластинок выделяется в первую очередь в виде светного участка на более тепловом фоне диафрагмы 6 изображение той пластинки, лучеиспускательная способность материала которой выше, а затем и остальных пластинок.

После того, как материалы всех пластинок нагреются, интенсивность их изображений

917191

l (1

Составитель А. Чурсин

ТехРед M. Тепер - ЕоРРектоР. У. ПоиомаР ж о

Редактор А. Власенко

Тираж 474 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1891 69

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4