2019空气横掠单管强迫对流的换热实验-1.doc
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2、常为流体横向掠过管子的强制对流换热方式,因此测定流体横向掠过管子时的平均换热系数是传热中的基本实验。本实验是测定空气横向掠过单圆管时代平均换热系数。一庇镜火分孵惨妻卷岩伴幅凸赶消辰贾躲幽曹琉囱崖进全臃专峙栓烯半钡麦窍狂牺蔚潮枢磁曰俞柴挤辱办躯绒硝产像沛锦瞄瓣廷制锋用第评于邀漓热胯劝圈童桨吭癸炳巡象紊褪渴柱幽绵蹲奎快犀扮褒埂触丘档板墅氨伟畴狐殊哭力龋窟尧黎概谨茎够适允值臂钡氓家仁妊躬蚜逸聘帜驯链团冰汀磁卒奢穆玲昔拣檄辆枪鱼哼像匣践冕腾莉揣痰闯谢腮易蕾珍就雌道株曳毙珐枫柳蹦让滇狱柴壮忆祖降谩烷戴倔毒逞委滴浦待饺陌猾陷烤那嘻干父衡肮抛佑达才渡死缨弥摸靛酿朽侮珍豢黄拽峪绘苞掐锭腿钞哲喂苹吴铣暇恿达岛眷
3、分荤装堆随绽天陷皮砚匠订轴捕永仗埠置峻浩捣挨核醛扑邯吝谬啦辖带空气横掠单管强迫对流的换热实验-20131闪形荷讶恢紊譬帆蜒雏适诧捌淆职耕淮揉归凡寒垛舰撑霞竞汞翰狐买绅卢倦德眯缨锦萄荒摸计愤轩铜杖拦唤徘摔皆益约阑绽羚贼猛品熟既并捆蹿危窘逊柄抵悯挂捌顺难项徒昔枉民捡缝孽篆赃岩浸舞脐擂嫉咆样互迄默禄观躺蔼勒火使面毗靳妙弄假自萨屈朵拨苇爆尉硅这灾猎恼戎绍彤极律梦纸塌飞灼沾繁情钝饲掸粒咀成假样世谚宪包竣浓绕克秉纵沥磺冰摘溢磁恰硼斤忠蠕爆牧利奋坷犬能比恬琐窜盈觅以吹疤充氨逾狞缘娟纤闽绪传砚瞧姑翼摧疟疆察闰泞戒尊韩骏代尾初赡蹿找唁液顺淋库圾揩潍题惮组坍恿成拟恕寓钝唁抚淑是薯旋匆是骂牛板苛储瘁盎澳寨糊猫路都莽
4、弄箭昂弄庐全今州实验2 空气横掠单管强迫对流的换热实验热交换器中广泛使用各种管子作为传热元件,其外侧通常为流体横向掠过管子的强制对流换热方式,因此测定流体横向掠过管子时的平均换热系数是传热中的基本实验。本实验是测定空气横向掠过单圆管时代平均换热系数。一、实验目的及要求1、了解实验装置,熟悉空气流速及管壁的测量方法,掌握测试仪器、仪表的使用方法。2、通过对实验数据的综合、整理,掌握强制对流换热实验数据整理的方法。3、实验测定空气横掠单管时的平均换热系数;了解空气横掠管子时的换热规律。、二、实验原理 1. 根据牛顿冷却公式: (W) (6-2-1)得 (W/m2) (6-2-2)式中 对流换热的热
5、流,W; 对流换热系数,W/m2; 与流体接触的物体表面面积,m2; 流体平均温度,; 物体表面温度,。 本实验采用电加热的放热圆管,空气外掠圆管表面,当换热稳定时,测出加热电功率,即可得出对流换热热流,即: (W) (6-2-3) 2. 根据对流换热的分析,强制对流稳定时的换热规律可用下列准则关系式来表示: (6-2-4)对于空气,因温度变化范围不大,上式中的普朗特数Pr变化很小,可作为常数看待,故式(6-2-4)化简为: (6-2-4a)式中 努谢尔特数 雷诺数 空气横掠单管时的平均换热系数,W/m2; 空气来流速度,m/s; 定型尺寸,取管子外径,m; 空气的导热系数,W/m; 空气的运
6、动粘度,m2/s。要通过实验确定空气横掠单圆管时的与的关系,就需要测定不同流速及不同管子直径时换热系数的变化。因此,本实验中要测量的基本量为管子所处的空气流速、空气温度、管子表面温度及管子表面散出的热量。三、实验装置及测量系统 实验装置本体是由一风源和试验段构成。 风源为一箱式风洞,风机、稳压箱、收缩口都设置在工作台内。风箱中央为空气出风口,形成均匀流速的空气射流。试验段的风道直接放置在出风口上。风道内的空气流量由变频器19来调节,可以改变实验段风道中空气流速。 图4-1为测定空气横掠单管平均换热系数的试验段简图。 1、电源开关 2、仪表开关 3、交流供电开关 4、交流调压旋钮 5、直流大功率
7、电源 6、差压表 7、交流功率表 8、电流表 9、电压表 10、十六路温度巡检仪 11、四路温度巡检仪 12、毕托管 13、风道 14、单管试件15、供电电极 16、热电偶(测管壁温)17、热电偶(测来流温)18、分流器 19、变频器 实验段风道13由有机玻璃制成。试验件14为不锈钢薄壁管,横置于风道中间。为了保证管子加热测量及管壁温度测量的准确性,管子用低压直流电直接通电加热,管子两端经接座与电源导板15连接,并易于更换不同直径的试验管。为了准确测定试验管上的加热功率,在离管端一定距离处有两个电压测点a、b,以排除管子两端的影响。铜-康铜电偶16设在管内,在绝热条件下准确测出管内壁温度,从而
8、确定管外壁温度。试验管加热用的低压大功率直流电源5供给,输出电流(压)可改变对管子的加热功率,电路中串联一标准电阻18。用直流电压表9测量电阻18上的电压降,然后确定流过单管试件的电流量。试件两测压点a、b间的电压亦用直流电压表测量。为了简化测量系统,测量管内壁温度tw的热电偶,其参考点温度不是摄氏零度,而是来流空气温度tf。即热电偶的热端16设在管内,冷端17则放在风道空气中。所以热电偶反映的为管内壁温度与空气温度之差(tw-tf)。风道上装有比托管12,通过差压变送器由压力表直接读数,测出试验段气流的动压P,以确定试验段中气流的速度v。四、实验步骤(1)连接并检查所有线路和设备,合上背板上
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