Xem mẫu
CHÆÅNG 4
THIÃT BË NHIÃT MÀT TRÅI
Khaïc vïåi pin mûàt tråìi, thiúãt bë nhiûãt mûàt tråìi nhûán bïæc xûa nhiûãt màût tråìi vìa têch trîæ nàng læüång dæïåi dûang nhiûãt nàng. Thiúãt bë nhiûãt màût trìåi coï rúát nhiöãu olaûi khïac nhau tuìy thuüäc vìao mûuc âêch æsí dûung cuía chuïng.
55
4.1. CÅ SÅ LY THUYÃT TÊNH TOAN THIÃT BË
4.1.1. Caïc âënh luûát cå bían vöã bæïc xûa 4.1.1.1. Âënh luáût Planck
Âënh luáût Planck thiúãt lûáp mäúi quan hûã giîæa nàng suúát bïæc xûa âån sàõc cíua vûát âen tuyûãt âúäi vïåi bæïåc soïng vìa vïåi nhiûãt âüä cíua vûát.
C1 oλ C2
λ5.eλT −1
trong âoï
(4.1)
C1, C2 [m.K] - caïc hòàng äsú Planck: C1 = 0,374.10-15 W.m2;
C2 = 1,439.10-2 m.K
λ, [m] - chiãöu dìai bæïåc osïng,
T, [K] - nhiãût âüä tuyûãt âúäi,
Tæì biøãu thïæc trãn ta coï thøã thiúãt lûáp âäö thë quan hûã E = f(λ) åí cïac nhiãût âüä khïac nhua. Caïc âöä thë nìay cïo âûàc âiøãm chung lìa haìm E âaût
cæûc âûai åí müät giïa trëλmax naìo âïo. Giïa trëλmax coï thøã xïac âënh khi lúáy âaûo hìam biøãu thïæc tênh E theo λ.
C2
∂λλ = e λmax.T + 5.λmax .T −1= 0 (4.2)
Giaíi ra ta cïo: λmax.T = 2,898.10-3 m.K (4.3)
56
E 0λ .10 6 W/m 3
30
T =1200K
20
T =1200K
T =1200K
10
λ
0 2 λm 4 6 8 10 µm
Hçnh 4.1. Haìm phán bäú E theo λ vaì T
4.1.1.2. Âënh luáût dëch chuyøãn Wien
Khi váût nhãiût âüä T cïo cæìång âüä bïæc xûa lïån nhúát thç soïngλmax seî quan hãû vïåi nhiûãt âüä theo biøãu thïæc:
λmax.T = 2,898.10-3 m.K
Váûy khi nhãiût âüä T cìang lïån thçλmax caìng nhío.
Eoλ T1
Eoλmax T2
T3
λ λmax
Hçnh 4.2. Âënh luáût dëch chuyøãn Wien.
57
4.1.1.3. Âënh luáût StephanB-oltzmann
Âënh luáûtStephan-Boltzmann thiãút lûáp mäúi quan hûã gæiîa nàng suáút bïæc xûa cíua vûát âne tuyãût âúäi vïåi nhiûãt âüä.Nàng suáút bïæc xaû cíua váût âen tuyûãt âúäi tíy lûãvåïi nhiûãt âüä tuyûãt âúäi mîu 4.
hay :
hay :
trong âoï :
∞
Eo = ∫Eoλ .dλ (4.4)
λ=0
Eo = σ0. T4 , [W/m2 ] (4.5) 4
Eo = Co .⎝100⎠ , [W/m2 ] (4.6)
σ0= 5,67.10-8 W/m2.K4 - hàòng äsú bïæc xûa cuía vûát âen tuyûãt âúäi,
C0 = 108. σ0 = 5,67, W/m2.K4 - hãû säú bïæc xûa cíua vûát âen tuyûãt âúäi, Âënh luáûtStephan-Bolzman coï thøã sæí dûung cho vûát xïam (A≠1).
E = C.⎛100⎞4 , [W/m2] (4.7)
våïi C, [W/ 2.K4]- hãû säú bïæc xûa cíua vûát xïam
Tæì cïacbiøãu thïæc trãn vìa núãu âûàt E = C =ε goüi lìa âäü âen cuía vûát
o O
khi âoï : E = ε Co ⎛100⎞4 (4.8)
4.1.1.4. Âënh luáût Kirchoff
Âënh luáût Kirchoff thiúãt lûáp mäúi quna hãû gæiîa nàng suúát bïæc xûa riãng cuía müät vûát vïåi nnàg suáút bïæc xûa ucía vûát âen utyãût âúäi o = 1. Å traûng htaïi cán bòàng vöã nhiûãt, thç tíy súä giîæa nàng suúát bïæc xaû vìa hûã säú húáp thûu cíua búát kìy vûát thøã nìao cîung nàng suúát bïæc xûa cuía vûát âen tuyãût âúäi åí cìung nhiûãt âüä vìa cuîng chè phûu thuüäc vaìo nhiûãt âüä.
58
Giaí síæ cïo n vûát cïo nàng suúát bïæc xûa lìa E, E2, . . ., En vaì cïac hûã säú húáp htuû löán læüåt lìa 1, A2, . . .,An. Caïc vûát nìay cïo nhiûãt âüä nhæ nhua, theo âënh luáût Kirchoff ta coï:
A = A2 =...= An = E0 = f (T) (4.9) Eo - Nàng suáút bæïc xûa cíua vûát âen tuyûãt âúäi cïo cuìng nhiûãt âüä.
Tæì biøãu thïæc âënh uláût Kirchoff suy ra: E = EA
Hay A = ε (4.10)
4.1.2. Lyï thuyãút vöã büä thu kiøãu läöngkênh
Háöu húãt cïac bäü thu NLMT âöãu síæ dûung kênh lìam vûát liûãu che phíu bãö mûàt büä thu vç tênh hcáút quang hoüc æu viûãt cíua nïo.
4.1.2.1. Hiãûu æïng läöngkênh
Hiãûu ïæng löäìng kênh ìlahiûãn tæüång têch luîy nnàg læåüng bïæc xûa cíua màût trìåi phêa dæïåi müät túám knêh hoàûc müät lïåp khê nìao âïo, vê dûu CO
Eλ
0 λmo= 0,5
D
1
hoàûc Nx. Coï thøãgiaíi thêch hiãûu ïæng läöng kênh nhæ sau: Táúm kênh hoûàc låïp khê
λ (µm) coï âüä trong âån sõàc D λm = 8 giaím döán hki bæåïc sïong
tàng. Coìn bæïåc sïongλm khi
Eλ cæûc âûai, lìa bæïåc soïng
λ mang nhiãöu nnàg læåüng 0 To nháút, thç lûai giíam theo âënh
luáût Wienλ = 2,9.10-3/T.
T Bæïc xûa mûàt tråìi, phïat ra tæì nguöän nhiûãt âüä cao T
= 5762K, coï nàng ælåüng
Hinh 4.3. Hiãûu ïæng löäng kênh.
táûp trung quanh sïongλm0 = 0,5µm, seî xuynã qua kênh
59
...
- tailieumienphi.vn
nguon tai.lieu . vn