强制对流换热系数的测定.ppt

实验十强制对流换热系数的测定实验装置
试验装置为风源、圆柱体局部换热试验段、低压直流电源、电位差计、倾斜式微压计、分压箱和转换开关。试验段示意图
试验段风道由有机玻璃制成，中间横置可旋转的圆柱体，其中段周向包覆一不锈钢片，其内表面放置了热电偶，在热电偶相同角度处开有一小测压孔，将圆柱体转到不同φ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一低压信号，由电位差计测量各值，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。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。
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。为保证不至于损坏试件。不锈钢片表面温度大约控制在80℃以下。
待热稳定后开始测量，以前驻点（φ＝0°）到后驻点（φ＝180间隔5°作一测量点。用电位差计测出各点的温差电势值E＝（t－tf）。用微压计测出相应的气流沿表面的压力值Pφ，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，对另一半选几点复测。测量过程中加热电流和电压变动较小，可选几组数据。实验数据记录
空气温度tf=空气密度ρf=电压降V1=
电压降V2=来流动压△P=来流静压P=
实验数据记录表

实验分析
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。（二）空气横掠单管时平均换热系数的测定
实验目的
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。
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关系式来表示：Nu＝f(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小，可作常数看待，则准则关系可简化为：Nu＝f(Re)

要通过试验确定Nu与Re的关系，就要求雷诺数Re有较大范围的变动才能保证求得的准则方程式的准确性。改变雷诺数可以通过改变v及D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求得换热准则式。实验装置
试验装置为风源、单管换热试验段、低压直流电源、电位差计、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ａ、ｂ，经过分压箱测两点的电压降Vab，空气来流速度由毕托管通过倾斜式微压计测量。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，对每一种直径的试验管，调整空气流速4～5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。实验数据记录
实验数据记录表

实验分析
来流速度与管子外径对α有何影响。
分析单根圆管的换热规律。