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强迫对流管簇管外放热系数测定实验
一、实验目的
1.作为综合性实验,该项实验涉及较多课程知识,测量参数多,如风速、功率、温度以及计算机的基本操作,可考查学生的综合能力。
2.测量空气横向流过单管表面的平均表面传热系数h,并将实验数据整理成准则方程式。
3.学习测量风速、温度、热量的基本技能,了解对流放热的实验研究方法。
二、实验原理
根据相似理论,流体受迫外掠物体时的表面传热系数h与流速、物体几何形状及尺寸、流体物性间的关系可用下列准则方程式描述:
实验研究表明,流体横向单管表面时,一般可将上式整理成下列具体的指数形式;
式中:均为常数,由实验确定
雷诺准则
普朗特准则
上述各准则中实验管外径,作定性尺寸(米)
流体流过实验管外最窄面处流速;(
流体导热系数(
流体导温系数
流体运动粘度
表面传热系数
准则角码表示用流体边界层平均温度作定性温度。
签于实验中流体为空气,=0.7,故准则式可化成:
本实验的任务在于确定的数值,首先使空气流速一定,然后测定有关的数据:电流、电压、管壁温度、空气温度微压计动压头。至于表面传热系数和流速在实验中无法直接测得,可通过计算求得,而物性参数可在有关书中差得。得到一组数据后,可得一组、值,改变空气流速,又得到一组数据,再得一组、值,改变几次空气流速,就可得到一系列的实验数据。
三、实验设备:
本对流实验在一实验风洞中进行。实验风洞主要由风洞本体、风机、构架、实验管及其加热器、水银温度计、倾斜式微压机、毕托管、电位差计、电流表、电压表以及调压变压器组成。
由于实验段前有两段整流,可使进入实验段前的气流稳定。毕托管置于测速段,测速段截面教实验段小,以使流速提高,测量准确。风量由风机出口挡板调节。
实验风洞中安装了一根实验管,管内装有电加热器作为热源,管壁嵌有四对热电偶以测壁温。
四、实验步骤
1.将毕托管与微压计连接好、校正零点;连接热电偶与电位差计,再将加热器、电
试验管截面处流速;
3.确定准则方程式
将数据代入,得到准则数,即可在为纵坐标,以为横坐标的常用对数坐标图上,得到一些实验点,然后用直线连起来,因
即可得出具体的准则方程式
六、实验报告要求
1.实验原理
2.实验原始数据,数据整理
3.做出图线
4.误差分析。
附表1数据记录表
序号
电流
电压
入口气温度
℃
出口温度
℃
出入口平均温度℃
试验段压差
实验管壁面温度
1
2
3
4
壁温平均值
℃
读数
mv
温度
℃
读数
mv
温度
℃
读数
mv
温度
℃
读数
mv
温度
℃
1
2
附表2数据整理
序号
功率
导温系数
运动粘度
测速段流速
试验段流速
导热系数(
辐射换热量
对流放热量
表面传热系数
1
2
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