[发明专利]一种高温黑体辐射源石墨黑体腔制造方法

摘要

本发明涉及一种高温黑体辐射源石墨黑体腔设计方法，属于热学技术领域。本发明方法在石墨黑体腔端部锥形设计方面，利用辐射换热角系数理论作为分析工具，提出石墨黑体腔端部内壁面与腔内壁面(包括底面)辐射换热一致的假设，进而计算推论出石墨黑体腔端部锥形的相关参数。本发明原理可行，假设合理，实践效果好，适用于高温黑体辐射源石墨黑体腔的设计。

主权项

一种高温黑体辐射源石墨黑体腔制造方法，其特征在于：其包括如下步骤：步骤1：在高温黑体辐射源的双黑体腔中的一侧石墨黑体腔的锥形段的内壁面上取2个微元环，2个微元环分别用符号C0和C1表示；微元环C0和C1在石墨黑体腔内壁面上的面积分别为A0和A1；当微元环C0和C1趋于无穷窄时，微元环C0和C1在石墨黑体腔内壁面上的面积分别用dA0和dA1表示；所述微元环C0和C1均与高温黑体辐射源同轴，且微元环C0和C1的两端端面所在平面均垂直于高温黑体辐射源的轴线；步骤2：微元环C0和C1对腔口圆面A的辐射换热角系数分别为F0和F1；微元环C0的两端端面在所述高温黑体辐射源的石墨黑体腔壁上的环形截面之间的石墨黑体腔壁部分S0的电阻值为R0，微元环C1的两端端面在所述高温黑体辐射源的石墨黑体腔壁上的环形截面之间的石墨黑体腔壁部分S1的电阻值为R1，通过所述高温黑体辐射源的石墨黑体腔壁的S0段与S1段的电流相同，电流值均为I；假设两微元环C0和C1对石墨黑体腔内辐射换热的贡献一样，反过来，石墨黑体腔内壁面对两个微元环C0和C1的作用一样，从而得出公式(1)；I2·dR0·(1‑F0)＝I2·dR1·(1‑F1)           (1)步骤3：在与微元环C0和C1位于同一侧石墨黑体腔的锥形段的内壁面上取任意一微元环，用符号C表示；微元环C与高温黑体辐射源同轴，且微元环C的两端端面所在平面均垂直于高温黑体辐射源的轴线；微元环C对腔口圆面A的辐射换热角系数为F；利用电阻计算公式及微元环对腔口圆面的辐射换热角系数公式，由步骤2中得到的公式(1)得出公式(2)；t=r2+1-[(x2r)2+12(x2r)2+1-x2r]k·π-r---(2)]]>其中，t为石墨管锥形段的壁厚；r为石墨黑体腔半径；x为微元环C至腔口圆面A的距离；k为未知常数；步骤4：将步骤3得到的公式(2)看做是以x为变量的函数；在x∈(0,4r)区间内对公式(2)中的t进行线形拟合，通过估计并调整k值，使得拟合的直线在x＝3.2r时t＝b；其中，b是石墨管非锥形段的壁厚，b的值由人为预先设定；选择x＝3.2r处，是因为辐射换热角系数F在(0,4r)区间内拟合直线经过此点，且拟合总体等效效果最好；经过步骤4的操作，得到公式(2)中的未知常数k；在公式(2)中，当x＝0时，得到所拟合直线的截距为a，a是石墨管端部最薄处石墨管的厚度。