实验八强制对流换热系数的测定实验.ppt

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1、实验八强制对流换热系数的测定实验 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望v三、实验装置三、实验装置试试验验装装置置为为风风源源、圆圆柱柱体体局局部部换换热热试试验验段段、低低压压直直流流电电源源、电位差计、倾斜式微压计、分压箱和转换开关。电位差计、倾斜式微压计、分压箱和转换开关。试验段示意图试验段示意图 试试验验段段风风道道由由有有机机玻玻璃璃制制成成，中中间间横横置置可可旋旋转转的的圆圆柱柱体体，其其中中段段周周向向包包覆覆一一不不锈锈钢钢片片，其其内内

2、表表面面放放置置了了热热电电偶偶，在在热热电电偶偶相相同同角角度度处处开开有有一一小小测测压压孔孔，将将圆圆柱柱体体转转到到不不同同角位置，就可测出不同角度处表面温度和空气的压力。角位置，就可测出不同角度处表面温度和空气的压力。测量系统图：不锈钢片的电流量通过标准电阻上的电压降测量系统图：不锈钢片的电流量通过标准电阻上的电压降来测量。热电偶测片壁温。将热电偶毫伏值，标准电阻上来测量。热电偶测片壁温。将热电偶毫伏值，标准电阻上的电压降及片二端的电压降，经一转换开关及分压箱输出的电压降及片二端的电压降，经一转换开关及分压箱输出一低压信号，由电位差计测量各值，空气沿柱面的压力和一低压信号，由电位差计

3、测量各值，空气沿柱面的压力和来流速度由毕托管均通过倾斜式微压计测量。来流速度由毕托管均通过倾斜式微压计测量。v四、实验步骤四、实验步骤联接并检查线路，确定无误后，打开风机，调节风门在适联接并检查线路，确定无误后，打开风机，调节风门在适当位置，旋转圆柱体使测温点和测压孔处在来流前驻点位当位置，旋转圆柱体使测温点和测压孔处在来流前驻点位置。置。将整流电源电压调节旋钮旋至输出电压零位，然后接通整将整流电源电压调节旋钮旋至输出电压零位，然后接通整流电源，并逐步提高输出电压，对不锈钢片加热。为保证流电源，并逐步提高输出电压，对不锈钢片加热。为保证不至于损坏试件。不锈钢片表面温度大约控制在不至于损坏试件。

4、不锈钢片表面温度大约控制在80以下。以下。待热稳定后开始测量，以前驻点（待热稳定后开始测量，以前驻点（0）到后驻点（）到后驻点（180间隔间隔5作一测量点。用电位差计测出各点的温差电势值作一测量点。用电位差计测出各点的温差电势值E（ttf）。用微压计测出相应的气流沿表面的压力值）。用微压计测出相应的气流沿表面的压力值P，每旋转一角度，需待稳定后再测量。测量可沿圆柱的一，每旋转一角度，需待稳定后再测量。测量可沿圆柱的一半进行，但作为对称检验可待一半测量结束后，对另一半半进行，但作为对称检验可待一半测量结束后，对另一半选几点复测。测量过程中加热电流和电压变动较小，可选选几点复测。测量过程中加热电流

5、和电压变动较小，可选几组数据。几组数据。v五、实验数据记录五、实验数据记录空气温度空气温度t tf f=空气密度空气密度f f=电压降电压降V V1 1=电压降电压降V V2 2=来流动压来流动压P=P=来流静压来流静压P=P=实验数据记录表实验数据记录表v六、实验分析六、实验分析对流换热变化规律及表面压力变化有何联系？对流换热变化规律及表面压力变化有何联系？影响换热系数和压力分布的因素。影响换热系数和压力分布的因素。(度)E(ttf)/mvP/mmH2O(度)E(ttf)/mvP/mmH2O095510010105151102011525120301253513040135451405014

6、55515060155651607016575170801758518090（二）空气横掠单管时平均换热系数的测定实验（二）空气横掠单管时平均换热系数的测定实验 v一、实验目的一、实验目的通过实验，掌握强制对流换热数据的整理方法。通过实验，掌握强制对流换热数据的整理方法。了解空气横掠单管时的换热规律。了解空气横掠单管时的换热规律。v二、实验原理二、实验原理根据对流换热分析，流体横掠管子时的换热规律可以用准则根据对流换热分析，流体横掠管子时的换热规律可以用准则关系式来表示：关系式来表示：Nuf(Re，Pr)对于空气，温度变化范围又不大，上式中的普朗特数变化很对于空气，温度变化范围又不大，上式中的

7、普朗特数变化很小，可作常数看待，则准则关系可简化为小，可作常数看待，则准则关系可简化为：Nuf(Re)要通过试验确定要通过试验确定Nu与与Re的关系，就要求雷诺数的关系，就要求雷诺数Re有较大范围有较大范围的变动才能保证求得的准则方程式的准确性。改变雷诺数可的变动才能保证求得的准则方程式的准确性。改变雷诺数可以通过改变以通过改变v及及D来达到。也就是用不同直径的管子在不同的来达到。也就是用不同直径的管子在不同的空气速度条件下进行试验，然后将全部试验结果整理在一起空气速度条件下进行试验，然后将全部试验结果整理在一起求得换热准则式。求得换热准则式。v三、实验装置三、实验装置试试验验装装置置为为风风

8、源源、单单管管换换热热试试验验段段、低低压压直直流流电电源源、电电位位差计、倾斜式微压计、分压箱和转换开关。差计、倾斜式微压计、分压箱和转换开关。测量系统图：单管的电流量通过标准电阻上的电压降来测测量系统图：单管的电流量通过标准电阻上的电压降来测量，热电偶测管内壁温，在离管端一定距离处焊有二电压量，热电偶测管内壁温，在离管端一定距离处焊有二电压测点、，经过分压箱测两点的电压降测点、，经过分压箱测两点的电压降VabVab，空气来流速，空气来流速度由毕托管通过倾斜式微压计测量。度由毕托管通过倾斜式微压计测量。v四、实验步骤四、实验步骤联接并检查所有线路，确定无误后，将整流电源电压调节联接并检查所有

9、线路，确定无误后，将整流电源电压调节旋钮旋至零。然后打开风机调节风门、接通整流电源并逐旋钮旋至零。然后打开风机调节风门、接通整流电源并逐步提高输出电压，待热稳定后开始测量，对每一种直径的步提高输出电压，待热稳定后开始测量，对每一种直径的试验管，调整空气流速试验管，调整空气流速45个工况，加热电流亦可根据管个工况，加热电流亦可根据管子直径及风门大小适当调整，保证管壁与空气间有适当的子直径及风门大小适当调整，保证管壁与空气间有适当的温差。由于所用管子很小，壁亦薄，热容量很小，调整工温差。由于所用管子很小，壁亦薄，热容量很小，调整工况后很快就可达到稳定，然后就能测量各自有关数据。况后很快就可达到稳定，然后就能测量各自有关数据。v五、实验数据记录五、实验数据记录实验数据记录表实验数据记录表v六、实验分析六、实验分析来流速度与管子外径对来流速度与管子外径对有何影响。有何影响。分析单根圆管的换热规律。分析单根圆管的换热规律。待测物理量单位第一组第二组第三组第四组试 验管尺寸外径Dm有效长度m散热面积m2工况编号1234123412341234气流动压h参考值mmH2O最大33146最大33146最大33146最大33146实测值mmH2O工作电流I参考值A25201612实测值A工作电压V大气温度tf过余温度电势E(twtf)mv过余温度(1mv=23.2)试件壁温tw