強(qiáng)制對流換熱系數(shù)的測定

強(qiáng)制對流換熱系數(shù)的測定第一頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日實(shí)驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置為風(fēng)源、圓柱體局部換熱試驗(yàn)段、低壓直流電源、電位差計(jì)、傾斜式微壓計(jì)、分壓箱和轉(zhuǎn)換開關(guān)。第二頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日試驗(yàn)段示意圖試驗(yàn)段風(fēng)道由有機(jī)玻璃制成，中間橫置可旋轉(zhuǎn)的圓柱體，其中段周向包覆一不銹鋼片，其內(nèi)表面放置了熱電偶，在熱電偶相同角度處開有一小測壓孔，將圓柱體轉(zhuǎn)到不同φ角位置，就可測出不同角度處表面溫度和空氣的壓力。第三頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日測量系統(tǒng)圖：不銹鋼片的電流量通過標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓降來測量。熱電偶測片壁溫。將熱電偶毫伏值，標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓降及片二端的電壓降，經(jīng)一轉(zhuǎn)換開關(guān)及分壓箱輸出一低壓信號(hào)，由電位差計(jì)測量各值，空氣沿柱面的壓力和來流速度由畢托管均通過傾斜式微壓計(jì)測量。第四頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日實(shí)驗(yàn)步驟聯(lián)接并檢查線路，確定無誤后，打開風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)風(fēng)門在適當(dāng)位置，旋轉(zhuǎn)圓柱體使測溫點(diǎn)和測壓孔處在來流前駐點(diǎn)位置。將整流電源電壓調(diào)節(jié)旋鈕旋至輸出電壓零位，然后接通整流電源，并逐步提高輸出電壓，對不銹鋼片加熱。為保證不至于損壞試件。不銹鋼片表面溫度大約控制在80℃以下。待熱穩(wěn)定后開始測量，以前駐點(diǎn)（φ＝0°）到后駐點(diǎn)（φ＝180間隔5°作一測量點(diǎn)。用電位差計(jì)測出各點(diǎn)的溫差電勢值E＝（t－tf）。用微壓計(jì)測出相應(yīng)的氣流沿表面的壓力值Pφ，每旋轉(zhuǎn)一角度，需待穩(wěn)定后再測量。測量可沿圓柱的一半進(jìn)行，但作為對稱檢驗(yàn)可待一半測量結(jié)束后，對另一半選幾點(diǎn)復(fù)測。測量過程中加熱電流和電壓變動(dòng)較小，可選幾組數(shù)據(jù)。第五頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄空氣溫度tf=空氣密度ρf=電壓降V1=電壓降V2=來流動(dòng)壓△P=來流靜壓P=實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表實(shí)驗(yàn)分析對流換熱變化規(guī)律及表面壓力變化有何聯(lián)系？影響換熱系數(shù)和壓力分布的因素。φ(度)E(tφ－tf)/mvPφ/mmH2Oφ(度)E(tφ－tf)/mvPφ/mmH2O09551001010515110201152512030125351304013545140501455515060155651607016575170801758518090第六頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日（二）空氣橫掠單管時(shí)平均換熱系數(shù)的測定

實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)，掌握強(qiáng)制對流換熱數(shù)據(jù)的整理方法。了解空氣橫掠單管時(shí)的換熱規(guī)律。實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)對流換熱分析，流體橫掠管子時(shí)的換熱規(guī)律可以用準(zhǔn)則關(guān)系式來表示：Nu＝f(Re，Pr)對于空氣，溫度變化范圍又不大，上式中的普朗特?cái)?shù)變化很小，可作常數(shù)看待，則準(zhǔn)則關(guān)系可簡化為：Nu＝f(Re)要通過試驗(yàn)確定Nu與Re的關(guān)系，就要求雷諾數(shù)Re有較大范圍的變動(dòng)才能保證求得的準(zhǔn)則方程式的準(zhǔn)確性。改變雷諾數(shù)可以通過改變v及D來達(dá)到。也就是用不同直徑的管子在不同的空氣速度條件下進(jìn)行試驗(yàn)，然后將全部試驗(yàn)結(jié)果整理在一起求得換熱準(zhǔn)則式。第七頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日實(shí)驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置為風(fēng)源、單管換熱試驗(yàn)段、低壓直流電源、電位差計(jì)、傾斜式微壓計(jì)、分壓箱和轉(zhuǎn)換開關(guān)。第八頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日測量系統(tǒng)圖：單管的電流量通過標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓降來測量，熱電偶測管內(nèi)壁溫，在離管端一定距離處焊有二電壓測點(diǎn)ａ、ｂ，經(jīng)過分壓箱測兩點(diǎn)的電壓降Vab，空氣來流速度由畢托管通過傾斜式微壓計(jì)測量。第九頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日實(shí)驗(yàn)步驟聯(lián)接并檢查所有線路，確定無誤后，將整流電源電壓調(diào)節(jié)旋鈕旋至零。然后打開風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)門、接通整流電源并逐步提高輸出電壓，待熱穩(wěn)定后開始測量，對每一種直徑的試驗(yàn)管，調(diào)整空氣流速4～5個(gè)工況，加熱電流亦可根據(jù)管子直徑及風(fēng)門大小適當(dāng)調(diào)整，保證管壁與空氣間有適當(dāng)?shù)臏夭睢Ｓ捎谒霉茏雍苄?，壁亦薄，熱容量很小，調(diào)整工況后很快就可達(dá)到穩(wěn)定，然后就能測量各自有關(guān)數(shù)據(jù)。第十頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表實(shí)驗(yàn)分析來流速度與管子外徑對α有何影響。分析單根圓管的換熱規(guī)律。待測物理量單位第一組第二組第三組第四組試驗(yàn)管尺寸外徑Dm有效長度m散熱面積m2工況編號(hào)1234123412341234氣流動(dòng)壓△h參考值mmH2O最大33146最大33146最大33146最大33146實(shí)測值mmH2O工作電流I參考值A(chǔ)252016