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建筑环境与设备工程专业实验指导书 目录 等截面伸展体传热特性实验…………………………………………… 离心泵综合性能测定实验……………………………………………… 散热器热工性能测定实验…………………………………………… 室内气象参数测定实验……………………………………………… 流量和流速测定实验………………………………………………… 热网水力工况实验……………………………………………………空调系统运行工况实验………………………………………………除尘器性能测定实验…………………………………………………燃料发热量测定实验………………………………………………… 等截面伸展体传热特性实验 式中：—系数， —过余温度； t—伸展体温度，℃ —伸展体周围介质温度，℃； —空气对壁面的换热系数； —伸展体周长；； —伸展体截面积； 伸展体内的温度分布规律，由边界条件和m值定。 三、实验装置及测量系统 1、实验装置 试验装置由风道、风机、试验元件、主副加热器、测温热电偶等组成。 试件是一紫铜管，放置在风道中。空气均匀地横向流过管子表面进行对流换热。管子表面各处的换热系数基本上是相同的。管子两端装有加热器，以维持两端所要求的温度状况。构成两端处于某温度而中间具有对流换热条件的等截面伸展体。 管子两端的加热器，通过调压变压器某控制其功率，以达到控制两端温度的目的。 为了改变空气对管壁的换热系数。风机的工作电压亦相应地可作调整，以改变空气流过管子表面时的速度。 为了测量铜管沿管长的温度的分布，在管内安装有可移动的热电偶测温头，其冷端放置在空气流中，采用铜—康铜热电偶。通过UJ－36电位差计测出的热电势，反映管子各截面的过余温度。其相应的位置由带动热电偶测温头的滑动块在标尺上读出。 试件的基本参数 管子外径d1= 20mm 管子内径d2=15mm 管子长度L=300mm 管子导热系数(=385 W/m2.℃ 2、手动电位差计工作原理 这是一种带积分环节的仪器，因此具有无差特性，这就决定了它可以具有很高的测量精度。工作原理如图所示。 手动电位差计原理图 图中的直流工作电源是干电池或直流稳压电源，为标准电池。图中共有三个回路：由所组成的工作电流回路，回路的电流为；由，和检流计所组成的校准回路，回路电流为，其功能是调整工作电流维持设计时所规定的电流值。由，和检流计组成的测量回路，回路电流为。 首先，将开关置向“标准”位置时，校准回路工作，其电压方程为 式中：为检流计的内阻；是标准电池的内阻。调整以改变工作电流回路的工作电流，使检流计指零，即，则，此时就是电位差计所要求的工作电流值 然后，将开关置向“测量”位置时，测量回路工作，其电压方程为 式中：为热电偶及连接导线的电阻。移动电阻的滑动点使检流计指零，则，。由于已是精确的工作电流值，同时也由刻度盘上精确地可知，所以的测量值也就精确知道。 四、完成本试验的具体作法 1、解方程： 截面积为f，周长为U的等截面棒状体，其导热系数为(，W/m℃，两端分别与相距L的两大平壁相连接，平壁保持定温tw1和tw2，园棒与空气接触，空气温度为tf（设tw1( tw2），棒与空气的对流换热系数为(，W/（m2.℃）,求； （1）棒沿X方向的过余温度θ=t-tf分布式θ=θ（x）X方向，棒的温度分布曲线的可能形状。 （3）棒的最低温度截面的位置表达式（当O(X(L存在最低温度值时）。 （4）棒两端由壁导入的热量Q1及Q2。 2、练习 直径为20mm，长为300mm的铜管（(=385 W/m2.℃）两端分别与大平壁相连接。平壁保持定温tw1=200℃，tw2=150℃，铜管向四周散热，空气温度为tf=20℃，对流换热系数为(=20 W/m2.℃。 （1）计算温度分布， （2）求棒的最低温度点的位置及其温度值，绘出该棒的温度分布曲线； （3）求棒向空气的散热量； （4）分别求出壁面1和壁面2导入棒的导热量； 以上二项内容要求在进行实验前完成。 3、试验要求 （1）用测得的不同X位置过余温度θ数据求出试验条件m值及(值； （2）根据试验条件求得的m值，用分析公式计算过余温度分布，过余温度最低值处的位置及其值，并与实测结果比较。 五、注意事项 （1）调整加热等功率时需要温度不要过高，以免烧坏测温部件。加热电压一般取V(100伏为宜。 （2）试验结束后，先将调压器输出调到零，等试件降温至接近常温后再关掉风机，以免损坏试验装置。 六、问题讨论 1、通过理论分析与实验实测，总结对具有对流换热表面的伸展体传热特性的认识。 2、手动电位差计在使用过程中应注意哪些问题？ 3、本实验中如果不使用副加热器，实验结果会有什么变化？ 4、风速的改变