傳 熱 試 驗(yàn) 技 術(shù)

.,傳熱試驗(yàn)技術(shù),制作者：寧佐陽(yáng)長(zhǎng)沙理工大學(xué)能動(dòng)學(xué)院2009年2月25日,.,目錄,實(shí)驗(yàn)一：非穩(wěn)態(tài)法測(cè)材料的導(dǎo)熱性能實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二：材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)三：空氣縱掠平板時(shí)局部換熱系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)四：中溫輻射時(shí)物體黑度的測(cè)試實(shí)驗(yàn)五：水-水換熱器換熱性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn),.,實(shí)驗(yàn)一非穩(wěn)態(tài)法測(cè)材料的導(dǎo)熱性能實(shí)驗(yàn),1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握測(cè)量絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱的測(cè)試原理和方法；(2)掌握使用熱電偶測(cè)量溫差的方法。,.,2基本原理無(wú)限大平板厚度為2，初始溫度為t0，平板兩面受恒定的熱流密度qc均勻加熱。對(duì)于任一瞬間沿平板厚度方向的溫度分布t(x，)可由下面方程組解得：,.,當(dāng)F00.5時(shí)，在準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)時(shí)，可求出平板材料的導(dǎo)熱系數(shù)：根據(jù)熱平衡原理，在準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)時(shí)，比熱為：實(shí)驗(yàn)時(shí)，dt/d以試件中心處為準(zhǔn)。,.,3實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)圖,.,4實(shí)驗(yàn)步驟,.,5實(shí)驗(yàn)要求（1）細(xì)心裝配試材、電加熱器和熱電偶，避免損壞；（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪出溫度變化曲線，計(jì)算出試材的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容。,.,實(shí)驗(yàn)二穩(wěn)態(tài)法材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定,1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握用圓管法測(cè)定絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)的原理和方法；(2)了解熱電偶的測(cè)溫原理。,.,2基本原理穩(wěn)態(tài)條件下園筒壁一維導(dǎo)熱：導(dǎo)熱系數(shù)：,.,3實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備由實(shí)驗(yàn)本體、熱電偶、測(cè)溫儀表、電阻式變壓器、電流表和電壓表組成。實(shí)驗(yàn)本體結(jié)構(gòu)示意圖1、電阻絲2、熱電偶3、外圓管4、待測(cè)材料5、內(nèi)圓管,.,4實(shí)驗(yàn)步驟,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),記錄圓筒尺寸,打開電源開關(guān),調(diào)節(jié)調(diào)壓器電壓,等待導(dǎo)熱達(dá)到穩(wěn)定,.,5實(shí)驗(yàn)要求（1）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄；（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理和計(jì)算；（3）討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析誤差原因。,.,實(shí)驗(yàn)三空氣縱掠平板時(shí)局部換熱系數(shù)的測(cè)定,1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解實(shí)驗(yàn)裝置的原理、測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)試方法；(2)整理實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，了解沿平板局部換熱系數(shù)的變化規(guī)律；(3)分析換熱系數(shù)變化的原因，以加深對(duì)對(duì)流換熱的認(rèn)識(shí)。,.,2基本原理局部換熱系數(shù)hx由下式定義：w/m2.實(shí)驗(yàn)段簡(jiǎn)圖1.風(fēng)道；2.平板；3.不銹鋼片；4.熱電偶；5.電源導(dǎo)板,.,3實(shí)驗(yàn)裝置空氣縱掠平板受迫對(duì)流換熱裝置1,風(fēng)箱；2,風(fēng)機(jī)；3,有機(jī)玻璃風(fēng)道試驗(yàn)段；4,不銹鋼板；5,硅整流電源；6,風(fēng)機(jī)入口；7,畢托管；8,微壓計(jì)；9,分壓箱；10,轉(zhuǎn)換開關(guān)；11,數(shù)字電壓表；12,標(biāo)準(zhǔn)電阻,.,4實(shí)驗(yàn)步驟,.,5實(shí)驗(yàn)要求,（1）預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，編制數(shù)據(jù)記錄與計(jì)算用的表格；（2）用坐標(biāo)紙繪制關(guān)系曲線，或在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪制關(guān)系；（3）分析沿平板對(duì)流換熱的變化規(guī)律，并進(jìn)行誤差分析，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果及有關(guān)參考書上給出的準(zhǔn)確方程進(jìn)行比較。,.,實(shí)驗(yàn)四中溫輻射時(shí)物體黑度的測(cè)試,1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)鞏固輻射換熱理論；(2)掌握用比較法定性地測(cè)量中溫輻射時(shí)物體表面黑度。,.,2基本原理由n個(gè)物體組成的輻射換熱系統(tǒng)中，利用凈輻射法，可以求物體i的純換熱量:對(duì)于由熱源、傳導(dǎo)圓筒、待測(cè)物體3個(gè)物體表面組成的封閉系統(tǒng)。在其它條件完全相同的條件下，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，可求出待測(cè)物體表面的黑度。,.,3實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)量系統(tǒng)輻射換熱實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖：輻射換熱簡(jiǎn)圖1熱源2傳導(dǎo)圓筒3待測(cè)物體它們表面溫度均勻，熱源1和黑體圓筒2的表面溫度一致。,.,4實(shí)驗(yàn)步驟,取下受體，裝上黑體端蓋,系統(tǒng)進(jìn)入恒溫,裝上受體腔體端蓋,設(shè)定熱源、傳導(dǎo)左、傳導(dǎo)右調(diào)溫旋鈕等溫,記錄三組溫度,等待,實(shí)驗(yàn)結(jié)束,.,5實(shí)驗(yàn)要求(1)求出待測(cè)物體表面的黑度；（2）分析產(chǎn)生誤差的原因。,.,實(shí)驗(yàn)四角系數(shù)的測(cè)定,1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)理解角系數(shù)的物理意義，了解角系數(shù)的測(cè)量方法；(2)掌握角系數(shù)測(cè)量?jī)x的原理及操作使用方法。,.,2基本原理角系數(shù)表示微元漫表面dA1發(fā)射能流中到達(dá)有限表面A2的份額，其計(jì)算式為：?jiǎn)挝磺蝮w法示意圖,.,3實(shí)驗(yàn)裝置SM-1型角系數(shù)測(cè)量?jī)x的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示：,.,4實(shí)驗(yàn)步驟,重復(fù)測(cè)量5次,記錄筆格紙上畫圖,計(jì)算方格紙上圖形面積,測(cè)量?jī)x定位,鏡筒瞄準(zhǔn)被測(cè)表面的輪廓線,量出鏡筒長(zhǎng)度,.,5實(shí)驗(yàn)要求(1)求投影面積的平均值及方差；（2）按理論公式計(jì)算角系數(shù)，并與實(shí)測(cè)值相比較。,.,實(shí)驗(yàn)五水水式換熱器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn),1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)熟悉換熱器性能的測(cè)試方法；(2)了解套管式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其性能；(3)加深對(duì)順流和逆流兩種流動(dòng)方式換熱器換熱能力差別的認(rèn)識(shí)。,.,2基本原理熱流體放熱量：冷流體吸熱量：W平均換熱量：W熱平衡誤差：對(duì)數(shù)傳熱溫差：傳熱系數(shù)：,.,3實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)裝置采用冷水可用閥門換向，進(jìn)行順逆流實(shí)驗(yàn)。換熱器綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)原理圖1.冷水泵2.冷水箱3.渦輪流量計(jì)4.冷水順逆流換向閥門組5.換熱器6.電加熱水箱7.渦輪流量計(jì)8.回水箱9.熱水泵,.,4實(shí)驗(yàn)步驟,逆流實(shí)驗(yàn),.,5實(shí)驗(yàn)要求(1)計(jì)算各種工況下的傳熱系數(shù)；（2）以傳熱系數(shù)為縱坐標(biāo)，冷水流速為橫坐標(biāo)繪制傳熱性能曲線。,.,實(shí)驗(yàn)七空氣水式換熱器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn),1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)熟悉空氣-水換熱器性能的測(cè)試方法；(2)掌握氣-水翅片管、光管換熱器，在順排、叉排、逆流、順流各種情況下?lián)Q熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其性能的差別。,.,2基本原理熱流體放熱量：冷流體吸熱量：W平均換熱量：W熱平衡誤差：對(duì)數(shù)傳熱溫差：傳熱系數(shù)：,.,3實(shí)驗(yàn)裝置,.,4實(shí)驗(yàn)步驟,記錄參數(shù),換熱達(dá)到穩(wěn)定,設(shè)定熱水溫度,開動(dòng)水泵,加熱,改變