空气对流换热

1、2006对流换热实验目录1.空气横掠圆甲换热实验台实验指导书12.翅片管束/外放热和阻力实验指导书65.空气横掠平板换热实验台实验指导书小型气水换热器实验台实验指导书空气横掠可旋转管换热实验台实验指导书1719201空气横掠圆管换热实验台实验指导书、实验目的了解实验装置，熟悉空气流速及管壁温度的测量的方法，掌握测量仪器仪表的使用方法测定空气横掠单管平均表面传热系数，并将结果整理成准则关系式.掌握强制对流换热实验数据的处理及误差分析方法实验原理与实验装置 根据对流换热的量纲分析，稳态强制对流换热规律可以用下列准则关系式来表示：.；Va = /（Re,Pr）K竺 Pr =-经验表明上式可以表示成下

2、列形式：耻白a （1）对于空气，当温度变化不犬时，普朗特书Pr变化很小，可以作为常数处理.故（1）式可表示为W=CR孑（2）本实验的任务就是确定C/之值。因此就需要测定血忌数中所包含的各个物理量。其中管径d为已知量，物性X、V,按定性温度查表确定表面传热系数矗不能直接测出，必须通过测加热量，壁温及流体平均温度“，根据（3）式来计算：必=0二：电加热功率WSKL :单管外表面积3州。试验装置结构及工作原理如图一所示:图1实验风洞系统简图1风机支架2.风机3.风量调节手轮4.过渡管5.测压管6测速段7.过渡管8.测压管9实验管段10.测压管11.吸入管12.支架13.加热元件14.控制盘三、实验步

3、骤将皮托管与差压传感器连接好、校正零点；连接热电偶，再将加热器、功率表以及调压变压器 的线路连接好。经指导老师检查确认无误后，准备启动风机。在关闭风机出口挡板的条件下启动风机，让风机空载启动，然后根据需要开启出口挡板，调节 风量。在调压变压器指针位于零位时，合电闸加热实验管，根据需要调整变压器，使其在某一热负荷 卞加热，并保持不变，使壁温达到稳定（壁温热电偶的温度在三分钟内保持 读数不变，即可认为已达到 稳定状态）后，开始记录热电偶温度、电功率、空气进出口温 度。在一定热负荷下，通过调整风量来改变Re数的大小，因此保持调压变压器的输出电压不变，依 次调节风机出口挡板，在各个不同的开度下测得其动

4、压头，空气进、出口温度以及加热管的壁面温度， 即为不同风速下，同一负荷时的实验数据。不同热负荷条件下的实验，仅需利用调压变压器改变电加热器功率，重复上述实验步骤即可。实验完毕后，先切断实验管加热电源，待实验管冷却后再关闭风机。四、实验数据的整理计算空气来流速度：空气来流速度U用毕托管测量，根据伯努利方程，毕托管所测得的气流细=严2动压与气流速度u的关系如下：2p为空气密度，由空气来流温度查表确定；所以空气来流速度为=加热功率：加热功率Q可通过管子测量段加热的电压降27和电流来计算Q = m空气来流温度及管子外表面温度的测量空气来流温度用PT100热电偶测量，山。确定实验管壁面温度也用PT100

5、测量，沧。 空气离开加热管的温度用PT100热电偶测量，七本实验中主要测量管子前后上卞四个表面的温度，然后求其平均值。冷由卜式求得，tw =（心心+ +3 +言丁）实验管为一个有内热源的圆筒壁，而且内壁温度大于外壁温度。由于管壁很薄，而且铜的导热系数很高，可以忽略管壁导热热阻，内外温度相等。实验时，空气流速可调整4-5个工况， 加热电流可根据管子的直径及风速人小适当调整，保证管壁与空气间有适当的温差。根据每次实验工况所测数据计算整理得出相应的Nu、Re的值，连同其它组的实验数据，在双对数坐标纸上，以Nu为纵坐标，Re为横坐标。将各个工况点标示出。它们的规律可以近似的 用一条直线表示：lg2A=

6、lA（7 + lgRe则Nu、Re之间的关系可近似表示成幕函数形式：耻匚根据实验数据用最小二乘法或作图方法得出上述关联式中的C和n的值。计算定性温度tm对于空气横掠单管，七=”七0对于空气横掠管束，tm =气+tf）f/ = *（G+s）Rc数计算中的特征速度确定对于空气横掠单管，特征速度等于来流速度，即为”而对于空气横掠管束，特征速度要按管束中最小界面处的平均流速。五、分析讨论在本实验中没有考虑加热管的热量损失，即没有考虑加热管的辐射换热热量损失和加热管与壁面两 端导热的热损失。如果要考虑的话，可以用加热功率乘以一个热损失系数，之间。或者进行精确的 计算：电加热器所产生的总热量。除了以对流方

7、式由管壁传给空气外，还有一部分是以辐射方式传出， 因此，对流换热量Q为Qc = Q-Qr = W-Qr式中Qr辐射换热量，w :w加热电功率，W :E试管表面黑度，为0.6-0.7 ；Co绝对黑体辐射系数，Co=5.67W/ (m2-K4)：Tw管壁面的平均绝对温度，K ；Tf空气进出口的平均绝对温度，K ；F管表面积，m?o如果不考虑加热管的辐射与两端导热损失，而又想提高表面传热系数测定的精确度，我们有两个工 作要做：为了减少辐射换热，可在换热管表面镀珞，这可使表面发射率下降到。：为了减少两端导热损失，在换热管穿过风洞壁面处应该用绝热材料隔开。2翅片管束管外放热和阻力实验指导书实验目的了解热

8、工实验的基本方法和特点；学会翅片管束管外放热和阻力的实验研究方法；巩固和运用传热学课堂讲授的基本概念和基本知识；培养学生独立进行科研实验的能力。实验内容熟练实验原理和实验装置，学习正确使用测温度、测压差、测流速、测热量等仪表。正确安排实验，测取管外放热和阻力的有关实验数据。3用威尔逊方法整理实验数据，求得管外放热系数的无因次关联式，同时，也将阻力数据整理成无因次关联式的形式。对实验设备，实验原理，实验方案和实验结果进行分析和讨论。三、实验原理翅片管是换热器中常用的一种传热元件，由于扩展了管外传热面积，故可使光管的传热热阻 大大下降，特别适用于气体侧换热的场合。空气（气体）横向流过翅片管束时的对

9、流放热系数除了与空气流速及物性有关以外，还与翅 片管束的一系列几何因素有关，其无因次函数关系可表示如下：Nu=f（Rc、Pt、（1）式中：Nu= G D 为 N usselt 数；/Re= G，” 为 Refolds 数；YPr=L= * 为 Prandtl 数；a 2H、B分别为翅片高度、厚度、和翅片间距；Pt、Pi为翅片管的横向管间距和纵向管间距；N为流动方向的管排数；D。为光管外径，Um、Gm为最窄流通截面处的空气流速（m/s）和质量流速。（kg/m2s）且 Gm=Ume P-5-入、p、U、Y、a为气体的特性值。此外，放热系数还与管束的排列方式有关，有两种排列方式，顺排和叉排，由于在义

10、排管束中流体 的紊流度较大，故其管外放热系数会高于顺流的情况。对于特定的翅片管束，其几何因素都是固定不变的，这时，式（1）可简化为：Nu=f （Re、Pr）（2）对于空气，P数可看作常数，故Nu =f （ Re）（3）式（3）可表示成指数方程的形式Nu =CRen（ 4）式中，C 11为实验关联式的系数和指数。这一形式的公式只适用于特定几何条件下的管束，为 了在实验公式中能反映翅片管和翅片管束的几何变量的影响，需要分别改变几何参数进行实验并对实验 数据进行综合整理。对于翅片管，管外放热系数可以有不同的定义公式，可以以光管外表面为基准定义放热系数，也 可以以翅片管外表面积为基准定义。为了研究方便

11、，此处采用光管外表面积作为基准，即：龙（几一人）式中：Q为总放热量，（W） , n为放热管子的根数，hDqL为一支管的光管换热面积（m?）,匚为空 气平均温度（C） , T附为光管外壁温度Lc）,此处，a的单位为（w/m-* C ）。如何测求翅片管束平均管外放热系数a是实验的关键。如果直接由式（5）来测求a,势必要测量 管壁平均温度Two,这是一件很困难的任务。采用一种工程上更通用的方法，即：威尔逊方法测求管外放 热系数，这一方法的要点是先测求出 传热系数，然后从传热阻中减去己知的各项热阻，即可间接地求出 管外放热热阻和放热系数。即(6)K a;式中：K为翅片管的传热系数，可由实验求出其中：T

12、v代表管内流体的平均温度。5是管内流体对管内壁的放热系数，可由己知的传热规律计算出来；由管壁的导热公式计算之。应当指出，当管内放热系数apa时，管内热阻上将远远地小于管外热阻上，气a这时，5的某些计算误差将不会明显地影响管外放热系数a的大小。为了保证5有足够大的数值，一般实验管内需采用蒸汽冷凝放热的换热方式。本实验系统中，采 用热管作为传热元件，将实验的翅片管，做成热管的冷凝段，即热管内部的蒸汽在翅片管内冷凝，放出 汽化潜热，透过管壁，传出翅片管外，这就保证了翅片管内的冷凝过程。这时，管内放热系数5可用Nusselt 层流膜层凝结原理公式进行计算，即：% = 1.88()人(d)( 8 )式中

13、，厂=0(9)rn 7rD为单位冷凝宽度上的凝液量(义田/s ?),其中，为汽化潜热(J/kg), Di为管子内径，式(8)中第2个 括号中的物理量为凝液物性的阻合。圆筒壁的导热热阻为=AliiA-m20C/w( 10)九D,应当注意，式(6)中的各项热阻都是以光管外表面为基准的。铝237，钢46.4四、实验设备实验的翅片管束安装在一台低速风洞中一一实验装置和测试仪表如图1所示。试验由有机玻璃风 洞，加热管件、风机支架、测试仪表等六部分组成。有机玻璃风洞由带整流隔栅的入口段，整流丝网、平稳段、前测量段、工作段、后测量段、收缩段、 测速段、扩压段等组成。工作段和前后测量段的内部横截面积为200m

14、m X 200mm。工作段的管束及固 定管板可自由更换。试验管件由两部分组成；单纯翅片管和带翅片的试验热管，但外形尺寸是一样的采用顺排排列，翅 片管束的几何特点如表1所示。翅片管内径翅片管外径翅片高J度翅片厚度翅片间距横向管间距纵向管间距管排数DiDoH6BPtP1Nmmmmmmmmmmmmmm纵向152110.50.2348.448.454根试验热管组成一个横排，可以放在任何一排的位置上进行实验。一般放在第3排的位置上，因为实验 数据表明，自第3排以后，各排的放热系数基本保持不变了。所以，这样测求的放热指数代表第3排及 以 后 各 排 管 的 平 均 放 热 系 数。试验热管的加热段由专门的

15、电加热器进行加热，电加热器的电功率由电流、电压表进行测量。每 一支热管的内部插入一支铜金柬铜热电偶用以测量热管内冷凝段的蒸汽温度匚。.电加热的箱体上，也安装 一支热电偶，用以确定箱体的散热损失。热电偶的电动势由巡检仪进行测量。图1实验系统简图1风机支架2.风机3.风量调节手轮4.过渡管5测压管6测速段7.过渡管8.测压管9.实验管段10.测压管11.吸入管12.支架13.加热元件14.控制盘空气流的进出口温度也安装一支热电偶，热电偶的电动势由巡检仪进行测量。空气流经翅片管束 的压力降由倾斜式压力计测量，管束前后的静压侧孔都是4个，均布在前后测量段的壁面上。空气的速度和流量由安装在收缩段上的毕托

16、管和微压差传感器测量，由巡检仪进行采集数据。五、实验步骤熟悉实验原理，实验设备；调试检查测温、测速、测热等各仪表，使其处于良好工作状态；3接通电加热器电源，将电功率控制在2 3KW之间，预热5 10分钟后，开动引风机，注意 到引风机需在空载或很小的开度下启动；调整引风机的阀门，来控制实验工况的空气流速，一般，空气风速应从小到大逐渐增加，实 验中，根据毕托管压差读值，可改变6 7个风速值，这样，就有6 7个实验工况；在每一个实验工况下，待确认设备处于稳定状态后，进行所有物理量的测量和记录，将测量 的量整齐地记收预先准备好的数据记录表格中。进行实验数据的计算和整理，将结果逐项记入数据整理表格中。在

17、整理数据时，可以用手算 程序，也可以用预先安排好的计算机程序。对实验结果进行分析和讨论。应注意，当所有工况的测量结束以后，应先切断电加热器电源，待10分钟后，再关停引风机。六、数据整理数据的整理可按下述步骤进行：1、计算风速和风量测量截面积的风速4=胯（11）其中：压差AA Pa（mm水柱或kgf / m-）空气密度P kg/m3单位换算系数g=9.8仝竺故得出速度的单位为m/s风量:Ma=U测x F测x p测其中：测量截面积F,rO. 075 x0. 2m：,测量截面处的密度由出口空气温度几2确定。空气侧吸热量：Ql=Ma X Cpa X (Ta2Tal)( 12 )电加热器功率Q2=IxU

18、加热器箱体散热。因箱体温度很低，散热量小，可由自然对流计算Q3=acx Fbx (Tco- To)此处，ac为自然对流散热系数，可近似取ac=5w/m2-C进行计算；F箱为箱体散热面积，几箱体温度，To为环境温度。计算热平衡误差(13)计算翅片管束最窄流通截面处的流速和质量流速111/sG J|=U x p kg/m2 x s7计算Re数计算传热系数w/irrC(14)计算管内凝结液膜放热系数龙么x(7； 7；)由式(8)进行计算，对于以水为工质的热管，液膜物性值都是管内温度L的函数，因此，式(8)可 简化为：=(245623 + 3404 Tv 9.677 人了与-厂(15)计算管壁热阻，由

19、式(10)计算 11由式(6)计算管夕卜放热系数计算N严今在双对数坐标纸上标绘N, - *关系曲线，并求出其系数和指数。也可由计算机程序求NN的 回归方程。此外，空气流过管束的阻力AP一般随数的增加而急剧增加，同时，与流动方向上的管排数成正 比，一般用下式表示NG 2= 一（15）2gp式中：/为摩擦系数，在几何条件固定的条件下，它仅仅是儿数的函数，即f = CRn（ 16）式（16）中的系数c和指数加可由实验数据在双对数坐标上确定。一组实测的实验数据及其整理结果如附 录I所示。七、讨论（一）测量求得的管外放热系数。包括了几部分热阻？（二）所求实验公式的应用条件和范围是什么？应用威尔逊方法需保

20、证什么条件？（三）每支实验热管的管内温度7;不尽相同，这对放热系数。的精确性有何影响？（四）分析实验误差原因和改进措施。（五）通过实验，掌握了哪些实验技能？巩固了哪些基本概念？八、附记（一）本实验所需教学时数大约6学时。在进行充分预习实验指导书的条件下，实验进行约4学 时，数据整理2学时。（二）实验应用的基础知识较多，易在课程的后期进行安排。（三）因为本实验台的实验元件都是可以更换的，可以满足各种不同的实验要求，因而也适用于研 究生的实验研究。也可为工业传热元件进行性能标定。银洛铜银（金柬铜）热电偶（E型）温度-微伏对照表M VU VU VU VU VM VU VU VU Vu V温01234

21、567890059118176235194354413472532105916517117708308909501010107111312011921252131313731434149515561617167817403018011862192419862047210921712233229523574024202482254526072670273327952858292129845030483111317432383301336534293492355636206036583749381338773942400640714136420042657043304395446045264591

22、465647224788485349198049855051511751835249531553825448551455819056485714578158485915598260496117618462511006319638664546522659066586725679468626930110699870667135720372727341740974787547761612076587754782378927962803181018170824083091308379844985198589865987298799886989409010140908191519222929293639

23、434950595769647971815097899860993110003100741014510217102881036010432160105031057510647107191079110863109351100711080111521701122411297113651141211514115871166011733118051187818011951120241209712170122431231712390124631253712610190126841275712831129041297813052131261319913273133472001342113495135691

24、364413718137921386613941140151409021014164142391431314388144631453714612146871476214837220149121498715062151371521215287153621543815513155882301566415739158151589015966160411611716193162691634424016420164961657216648167241680016876169521702817104250171811725717333174091746817562176391771517792178682

25、60179451802118098181751825218328184051848218559186363空气横掠平板换热实验台实验指导书一、实验目的了解实验装置，熟悉空气流速及平板壁温度的测量的方法，掌握测量仪器仪表的使用方法测定空气横掠平板平均表面传热系数，并将结果整理成准则关系式.掌握强制对流换热实验数据的处理及误差分析方法二、实验原理与实验装置根据对流换热的量纲分析，稳态强制对流换热规律可以用下列准则关系式来表示：IhdRe=A巩ja = /(Re Pr)va经验表明上式可以表示成下列形式：耻匚严(1)对于空气，当温度变化不犬时，普朗特书Pr变化很小，可以作为常数处理.故(1)式可表示

26、为W=CR孑(2)本实验的任务就是确定C/之值。因此就需要测定血忌数中所包含的各个物理量。其中d为特征尺寸，在 平板中是平板长度，为已知量，物性入、匕按定性温度查表确定.表面传热系数沟不能直接测出，必须通过测加热屋，壁温沧及流体平均温度根据(3)式来计算：W/ (m2 K ) ( 3)其中g：电加热功率川：平板外表面积试验装置结构及工作原理如图一所示:图1实验风洞系统简图1风机支架2.风机3.风量调节手轮4.过渡管5.测压管6测速段7.过渡管8.测压管9实验平板10.测压管11.吸入管12.支架13.加热元件14.控制盘三、实验步骤将皮托管与差压传感器连接好、校正零点；连接热电偶，再将加热器、

27、功率表以及调压变压器的线路 连接好。经指导老师检查确认无误后，准备启动风机。在关闭风机出口挡板的条件下启动风机，让风机空载启动，然后根据需要开启出口挡板，调节风量。在调压变压器指针位于零位时，合电闸加热平板，根据需要调整变压器，使其在某一热负荷卞加热， 并保持不变，使壁温达到稳定（壁温热电偶的温度在三分钟内保持读 数不变，即可认为已达到稳定状态）后， 开始记录热电偶温度、电功率、空气进出口温度。在一定热负荷下，通过调整风量来改变Re数的大小，因此保持调压变压器的输出电压不变，依次调节 风机出口挡板，在各个不同的开度下测得其动压头，空气进、出口温度以及加热管的壁面温度，即为不同风速 下，同一负荷

28、时的实验数据。不同热负荷条件下的实验，仅需利用调压变压器改变电加热器功率，重复上述实验步骤即可。实验完毕后，先切断实验平板加热电源，待平板冷却后再关闭风机。四、实验数据的整理计算空气来流速度：空气来流速度U用毕托管测量，根据伯努利方程，毕托管所测得的气流细=严2动压与气流速度u的关系如下：2p为空气密度，由空气来流温度查表确定；所以空气来流速度为=】加热功率：加热功率Q可通过测量加热的电压降旷和电流V来计算Q = m空气来流温度及平板内外表面温度的测量 空气来流温度用PT100热电阻测量，山。 确定实验平板内壁面温度也用PT100测量，沧。空气离开加热平板的温度用PT100热电偶测量，r,o由

29、于对流和辐射的影响，实验中直接测量平板外壁面温度很不准确，因此我们直接测量内壁面的温 度，通过内壁面的温度以及加热电压，加热电流和铜板的传热面枳、导热系数，可以计算出铜板的外壁面温 度。由于铜板为上下两个面，在计算时要注意。本实验中主要测量平板前后的空气温度以及铜板的内壁面温度。实验平板为一个有内热源的上下对称的平板，而且内壁温度人于外壁温度。实验时，空气流速可调整 4-5个工况，加热电流可根据平板的大小和厚度及风速大小适当调整，保证平板与空气间有适当的温差。根据每次实验工况所测数据计算整理得出相应的Nu、Re的值，连同其它组的实验数据，在双对数坐标纸上，以Nu为纵坐标，Re为横坐标。将各个工

30、况点标示出。它们的规律可以近似的用一条 直线表示：lgA=lgCf + lgRe则Nu、Re之间的关系可近似表示成幕函数形式：耻匚根据实验数据用最小二乘法或作图方法得出上述关联式中的C和n的值。计算定性温度tm对于空气横掠平板，选择空气被加热前和加热后的平均温度作为定性温度。R亡数计算中的特征速度确定对于空气横掠平板,特征速度等于来流速度，即为” =勺宁小型气水换热器实验台实验指导书实验目的了解实验装置，熟悉空气流速及水温度的测量的方法，掌握测量仪器仪表的使用方法测定空气和水通过小型换热器的换热量以及小型换热器的换热系数.掌握强制对流换热实验数据的处理及误差分析方法二、实验原理与实验装置对于气

31、水换热器，通过水来加热气体，热水流过小型换热器而降温，空气通过小型换热器而升温。热水是通过电加热器来加热的，在系统平衡时，有：II = Q/(AAt)(w/ (m2 k)其中Q:加热功率或水的失热量或风的得热量川：换热器的换热面积三、实验步骤将皮托管与差压传感器连接好、校正零点；连接热电阻，再将加热器、功率表以及调压变压器 的线路连接好。经指导老师检查确认无误后，准备启动风机。在关闭风机出口挡板的条件下启动风机，让风机空载启动，然后根据需要开启出口挡板，调节 风量。开启加热器来加热水箱的水，不同的加热功率对应不同的热水温度，可以通过调节加热功率来 调节热水温度。开启风机，调节风门的大小或调节变

32、频器的频率来调节风量，使其在某一热负荷下工作， 并保持不变，在稳定一段时间后测量水的进出I温度，水的流量，风的进出口温度和毕托管的读数。测 试完一个状态后，可以调节风门的大小或调节水 的流量来做其它工况下的试验。也可以通过调节加热功 率来改变工况。实验完毕后，先切断加热水箱的加热电源，待实验段冷却后再关闭风机。四、实验数据的整理计算空气来流速度：空气来流速度u用毕托管测量，根据伯努利方程，毕托管所测得的气流细=严2动压与气流速度u的关系如下：2p为空气密度，由空气来流温度查表确定；所以空气来流速度为=皿加热功率：在系统稳定后可以用加热段的电压降旷和电流Z来计算Q：Q = m也可以用水的失热量来

33、计算Q：0 =加*5*(心一 0)其中Cp为水的定压比热，心为水的进II温度，心为水的出H温度，加为水的流量。也可以用风的得热量来计算Q：g = M*cpl* (r3-r4)其中Cp为风的定压比热，匚为风的出口温度，心为风的进口温度，M为风的流量。风的流量用风速乘以风道面积即可以计算。空气来流温度及水的温度的测量 空气来流温度用PT100热电阻测量。(2)水的进出口温度也用PT100测量。 空气离开换热器的温度用PT100热电阻测量。对数平均温差的计算：Af-Ar；A/r =111()其中为对数平均温差，为进II两种流体的温差，/”为出门两种流体的温差。人为水的进】温度，匚为水的出I温度，g为

34、风的出11温度，匚为风的进口温度。传热系数的计算：h = Q/(A tm)(w/ (m 2. k)其中G：加热功率或水的失热量或风的得热量厦：换热器的换热面积2. 6nr5.空气横掠可旋转管换热实验台实验指导书一、实验目的了解传热实验中温度、压力、流速、流量和加热功率的测量方法，学会各种测量仪表的使用。了解实验装置，掌握空气横掠圆柱体时局部换热系数的测试方法。测定空气横掠圆柱体时，圆柱表面不同角度处的对流换热系数，了解局部换热系数的变化规 律。二、实验原理与实验装置本实验的基本原理是，将一圆柱体试件，横向放置在风道中，圆柱体外表面覆盖一层薄不锈钢片。不锈 钢片通一恒定电流时，便会发出热量。不锈

35、钢片表面具有恒定的热流密度。当速度为V的空气流横向 掠过圆柱体时，圆柱体表面各个角度上的换热系数不同，其表面温度也不同。测出各个角度上的表面温 度，就可确定不同角度处的换热系数。局部换热系数的表达是通过分析不锈钢片的热平衡导出。因不锈钢片沿周向换热系数是变化的，这 使得壁温也发生变化，因而就存在周向导热。同时壁温不同，向外界辐射换热也不同。要确定对流换热 系数，就必须考虑周向导热和辐射换热的影响。取一周长为dx的微元不锈钢片进行分析。在稳定的情况下，其热平衡方程为：Qg + Qcdin = Qcdout + Qcv+ 0 + Qcd(1)(1)式中各项符号的物理意义和表达式为：Q严q、.b沪d

36、x = idx电流流过不锈钢片的发热量W。LQ = g(T-Tf)*b*dX对流传给空气的热量。05=-左侧导入热量axQedolll = 一兄*少5 * g x + dx =-啊？ + 4- (?)如右侧导出热量。 axax dx dxQR=E(yb(jA-Tbdx通过辐射散失的热量。QeJ = 0对圆柱体的导热量。各项表达式中参数的意义为：b片宽m ；5片厚m； L片总长m； U片两端电压降V； I流过片的电流A；qv电流产生的体积发热量，%,二工(W/) boL2片导热系数，(W/(”K)T片壁温，T = 丁(),KTf来流空气温度，K& ()离前驻点0角处的局部换热系数，W/S.K)片

37、黑度6,斯蒂芬-伯尔兹曼常熟，巧=5.67 *10Y W/（？1K4）则局部换热系数表达式为:20U1反+牯乔2T-Tj柱体周边长与角度的关系为：x= r180故有：d订180 2珥则：-Sah （T4-T ； ）- T_ Tt式中，e为角度r为圆柱半径，m。U、I、T、 均可通过试验测出。但由于壁温T竺随角度e的变化关系非常复杂，只能用作图法求dE值。先根据测得的T和e对应值，绘出 此Te变化曲线，然后用作图法求出不同角度处曲线的一阶导数de并绘出d曲线，再d2T一用作图法求该曲线的一阶导数，即dE值，代入（3）式可得。处的局部换热系数。受迫对流通常用努谢尔特准则和雷诺准则Re来描述换热规律，即作出某雷诺数Re条件下的g 4）曲线，分析N“ e随e角的变化情况。D定型尺寸，V来流速度，N心X努谢尔特数VDRe= 取圆柱直径m；m/s ；雷诺数0. 06(5)入一空气的导热系数，W/mC；空气的运动粘度，加/s。X、V由定性温度查空气物性表，定性温度取片壁温与来流温度平均值，即:其中，T为片平均温度，T = OaCAmsx + Ga）由于圆柱表面不锈钢片的周向导热和辐射换热对换热系数的影响很小，对于一般性教学实验，可以忽略其 影响，换热系数直接按下式计算：UICi A =o bL（T - Tf）三、实验装置1.验装置本体如图所示，试验装置本体由风源，试