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文档简介

五具有对流换热条件的伸展体传热特性实验一、实验目的 通过本实验和对实验数据的分析，加深对传热学教学内容的理解，掌握和了解伸展体传热的特性和求解具有对流换热条件的方法。二、实验方法与设备1. 设备的组装将位于箱体风道中部的伸展体试验的封头取下，将图4所示的伸展体试件按铜管表面的刻线贴好热电偶（用单独的热电偶组）后插入风道，并使热电偶在背风处，如图16所示。将单独一组10对的热电偶接入热电偶组（一）接口，将伸展体试件的加热导线接入位于面板最右端的接线柱。图16 伸展体试件安装于风道内2. 实验原理 本实验所用试件为一圆紫铜管，其外径=19mm，内径=17mm，长度L=260mm，具有对流换热的等截面伸展体(常物性)，如图17所示，取导热微分方程为：图17 等截面伸展体对流换热示意图 (1)式中：m系数， ()过余温度， ()；伸展体温度， ()；伸展体周围介质温度， ()；空气对壁面的表面传热系数，()；横截面的周长，()；空气的导热系数，（m.）伸展体横截面面积，()；伸展体内的温度分布规律取决于边界条件和值得大小。本实验采用的试件两端为第一类边界条件，即： ； (2)由此，试件内的温度分布规律为式(3)，伸展体在壁面1和壁面2的热流量分别用式(4)和式(5)计算。伸展体表面和流体之间的对流换热量用式(6)计算。 (3) (4) (5) (6)根据，可寻求过余温度最低值处的位置 (7)3. 实验过程、数据的测量和整理被测试验件被安置在风道中，当风机运行后，气流均匀地横向流过管子表面，由于被测试验件是均质的，因此，其表面传热系数基本相同。在被测件两端装有阻值基本相等的加热器，并且处于串联状态。调整输出功率，使被测实验件两端的温度控制在设定状态下。待工况稳定后，逐点测量不同位置上的热电偶的电势值并记录在实验报告的表格内，按以下步骤处理结果：(1)、用测得的不同位置上的过余温度数据求出实验条件下的值和值；(2)、根据实验条件下得到的，用分析公式计算：A、过余温度分布；B、过余温度分布最低值处的位置及其数值；C、与实测结果进行比较。具体做法为： 由式(3)可知，所测得的过余温度分布线与某一值相对应，而又与值有一定的关系()。若任取三点，b且为的中点，则有如下关系： (8)式中：为点之间的距离。取的平均值，即： (9)将其代入，即可求得值，再将其代入(3)，就可求出过余温度沿管长方向的理论分布，并与实际结果进行对比。实验时，为了改变空气对管壁的表面传热系数，可调整风机电机的输入工作电压，使风机的输出气流量改变，从而使流过管子表面的流速发生变化。数据按附表整理：三、编写试验报告内容 实验报告是实验全过程的总结，其包括如下内容：1、实验任务：试材名称、规格、要求测定的工况范围；2、实验设备：名称、工作原理简述、测量仪表型号与精度、设备简图；3、实验过程：
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