强迫对流表面传热系数的测定Word格式文档下载.docx
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(Nusself
)
准
则
hd
Nu:
ud
Rp
一雷诺(Reynold:
S)准则数
Ke=
V
Pr
一普朗特(Prandtl
)准则数
a
h—
表
面
传
执
八、、
系
数
w/(m2•
k)
d—定性尺寸,取管外径
m
丸_
〃丄
体
导
w/(m
a—
〃化
旧/un
m2/s
V-
运
动
粘
度
u—
Z7IL
速
m/s
实验中流体为空气,因而,Pr二0.7,准则式可简化成
Nu=CRe门
本实验要测定空气横向掠过单管表面时的表面传热系数h,我们通过测定流速,温度及物性参数的值来确定c,n的值,便可求得平均换热系数h。
因此,我们首先使流速一定,测定电流、电压、管壁温度、空气来流温度值,查出物性参数’、:
、a的值,计算出U,d的值得到一组数据后,可计算出一组M,Re的值,通过改变流速来改变Re值,重复测量便可得到一系列数据,在以Nu、为纵、横坐标的双对数坐标系中描点,并用光滑的曲线连接各测点可得到
一直线,直线方程如下形式:
IgNu=IgCnigRe
lgC为截距,n为斜率,从而可确定c,n的值,知道c,n的值后,由准则式:
Nu=CRen
Nu园
可求出表面传热系数h
三、实验设备
实验本体为一立式鼓风式风洞,仪器有:
离心风机,直流电源,毕托管,微差压变送器,直流电位差计,试件(表面镀乍各),水银温度计及热电偶等。
空气经整流后进入风洞,气流稳定,因而用一个毕托管即可测定平均流速。
管壁温度用几对热电偶测量取平均值,空气来流温度用热电偶测量。
实验风洞测试系统如下图示:
图3-1实验台总体图
easyboy
LCD
QOOOOOOOOQQOQOOOOOOOOOI2M5679?
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131415U1?
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2Q21
22
强迫对流实验台
一一o□
00Tnij
反0卩
图3・2控制箱操作面板
四、实验步骤
1・连接毕托管与微压变送器,并校验零点值;
2.连接热电偶与电位差计,检查冰水混合物温度是否为零,将热电偶零端放入冰水混合物中;
3.连接试件与直流电源,让指导教师检查线路是否正确,而后进行下一步骤。
4.检查风机电路连接是否正确,启动风机,然后调节风机变频器到所需流
速。
风机变频器频率的范围在30-50Hz之间,在30-50HZ之间取5个频率来调节空气流速。
5.合试件电源开尖,加热试件。
加热试件时,先调节电流旋钮到最大,再调节
电压旋钮10-25V之间。
做实验时当电压旋钮调节到10V时,风机变频器的频率应调节到30H乙当电压旋钮调节到25V时,风机变频器的频率应调节到50Hzo
6.改变加热功率,同时相应改变风机风量可测出几组试验数据(加热量可以不变)。
8.实验完毕后,先切断实验管电源,待冷却后,再切断风机电源,停止试验。
9.仪器归零,归位。
五、数据整理与计算
1•计算流速
P2
Pu2
Po
根据不可压缩流体的伯努利方程,
P°
:
流体总压(pa)
P:
流体静压(pa)
1流体密度(kg/rrP)
U:
流体流速(m/s)
2确定壁面平均放热系数电加热所产生的总热量°
*2(Po-P)
P
Q
F(tw-tf)
由牛顿冷却公式有
将所测数据代入方程式中,求出准则数。
在以Nu数为纵坐标,Re数为横坐标的双对数坐标系中,描出各试验点,然后用光滑的直线将各点连起来。
因Nu和Re满足下列尖系式
lgNu=IgCnigRe
lgC为截距,n为斜率
n及lgC用最小二乘法计算,则
Cvi・N(、XwJ
(、Xj)2—N、(Xi)2
lgc
(VXyJCxj・(、yj、(X」2
(为Xj)2-N£
(Xj)2
Xi—第i个测量点的横坐标的对数值
W—第i个测量点的纵坐标的对数值
N—总工况数
通过计算可得准则方程式NuJ"
的具体形式o
表1实验原始数据记录
待测物理量
单位
试验尺寸
外径
有效长度L
0.1
散热面积A=n・d-L
m2
工况编号
1
2
3
4
斜管压力计读数
倍率用0.2
调卩参考值
刻度值
最大
60
30
10
实测值P
气流动压厶H=p*0.2
酒精柱m
工作电流1(读数mvX2.0倍率)
A
工作电压U(读数mvX0.201倍率)
空气温度tf
C
过余温差(tw,tf)(读数mvX23.2倍率)
c
试件壁温tw
实验各工况数据处理
物理暈
计算式
工况
组号
气流密度Pf
根据tf查
Kg/m3
空气流速
ut=
(2汉g疋P介汉
定性温度
tw+tftm—
导热系数z
根据tm查
w/m・C
运动粘度V
加热量
Q—U・I
w
换热系数
A(tw9f产
w/m2・C
努谢权特数
労INu
雷诺数
Relld
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- 关 键 词:
- 强迫 对流 表面 传热系数 测定