伸展體傳熱特性實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、具有對(duì)流換熱條件的伸展體傳熱特性試驗(yàn)之實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)人：劉羅勤學(xué)號(hào)：PB07013045班級(jí)：0701301一、實(shí)驗(yàn)題目：具有對(duì)流換熱條件的伸展體傳熱特性試驗(yàn)二、通過(guò)實(shí)驗(yàn)和對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，使我們更深入了解伸展體傳熱的特性并掌握求解具有對(duì) 流換熱條件的伸展體傳熱特性的方法。三、 基本原理略四、實(shí)驗(yàn)要求1.解方程d222 m dx（1）棒沿X方向的過(guò)余溫度t tf分布式:d2 dx2 I 12m 0； 1 T1 T , 2 T2 T代 2 Acosh(mL) Bsinh(mL)Acosh(mx) Bsi nh(mx)A 1,B1 cosh(mL)sin h(mL)1 cosh(mx)金貯嘰）4 s

2、inh m(L x)2sinh( mx)sinh( mL)0501001502002503007060 -點(diǎn)除外）的溫度越小。又因?yàn)?m2= U /，所以、U越大,越小，棒的對(duì)應(yīng)點(diǎn)（2）分析沿X方向，棒的溫度分布曲線的可能形狀。分析各參數(shù)：L、U、tw1、tw2、tf對(duì)溫度分布的影響（由第 2題數(shù)據(jù)得出）190-180 _170160 150_140130-120 一110100 一90-80X /mm圖1-1.不同的m直所對(duì)應(yīng)的過(guò)余溫度分布曲線（端由圖1-1可知，當(dāng)其它參數(shù)保持不變， 僅改變m的值時(shí)，m的值越大，棒的對(duì)應(yīng)點(diǎn)（端點(diǎn)除圖180+I.*-tf=10 tf=15 tf=20 十 tf

3、=25 t=30C oc oCoCoC16014012010080050100150200250300X /mm圖1-2.不同的tf值所對(duì)應(yīng)的過(guò)余溫度分布曲線由圖1-2知，當(dāng)其它參數(shù)保持不變，僅改變1-3知，當(dāng)僅改變除外）的過(guò)余溫度越小。而由圖 點(diǎn)除外）的溫度也越大。tf的值時(shí)，tf的值越大，棒的對(duì)應(yīng)點(diǎn)（端點(diǎn) tf的值時(shí)，tf的值越大，棒的對(duì)應(yīng)點(diǎn)（端 t 1 = 100w1oC300 -oCoCoC250 -oC20010050 t =150w1& t =200w1t 1=230w1弋 t =300w1100150200250300X /mm圖1-4.不同的tw1值所對(duì)應(yīng)的過(guò)余溫度分布曲線圖o

4、/150由圖1-4知，當(dāng)僅改變tw的值時(shí)，tw的值越大,棒的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的溫度也越大。由圖1-5知,1-1.不同的m值所對(duì)應(yīng)的過(guò)余溫度分布曲線外）的溫度越小。當(dāng)僅改變L的值時(shí)，L的值越大，棒的對(duì)應(yīng)點(diǎn)(端點(diǎn)除外)的溫度越小。d dxmL1e2 ln(f2m2e(3) 棒的最低溫度截面的位置表達(dá)式(當(dāng) Ox L存在最低溫度值時(shí))m 1 coshm(L x) m 2 coshmxsin hmL(4 )棒兩端由壁導(dǎo)入的熱量Q及 Q2。dx x 01 coshmLsinh mL2；Q 2fddxlx L2 coshmL usinh mL2 計(jì)算：直徑為 25mm，長(zhǎng)為300mm的鋼棒(50W/m0C )兩端分

5、別相連接。tW1 2000C,tW2 1500C tf 200Ca. 計(jì)算溫度分布；由第1題的表達(dá)式可得m= 8 (m-1)2 020W/m C。1 sinh m(L x) 2sinh( mx)sin h(mL)32.93si nh(2.48x) 23.78sinh8 x(C)t(x)tf 32.93sinh(2.4 8x) 23.78sinh8x 20(0C)b. 求棒的最低溫度點(diǎn)的位置及其溫度值，繪出該棒的溫度分布曲線；mLx - ，ln() 0.1745(m)n t(0.1745) 103.99(C)2 2m 2e 1X/mm圖2-1.給定條件下所對(duì)應(yīng)的溫度分布曲線c. 分別求出壁面1和

6、壁面2導(dǎo)入棒的導(dǎo)熱量Q i 1299.5(W);Q 2 809.9(W)d. 求棒向空氣的散熱量Q Q1 Q 2 1299.5 809.9 2109.4(W)e. 在tw2為什么值時(shí)，壁面 2為絕熱面？并畫出溫度分布曲線。求每小時(shí)散入空氣的 熱量tw2=52.4 C Q=5203 kJ/hX /mm圖2-2.壁面2為絕熱壁時(shí)所對(duì)應(yīng)的過(guò)余溫度分布曲線3 實(shí)驗(yàn)要求1)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：導(dǎo)體內(nèi)不同截面的過(guò)余溫度值:L/cm02468101214161820U/mV1.24481.09781.01300.97510.98161.03101.13281.27191.51421.77502.3918/ 0C31

7、.12027.44525.32524.37824.54025.77528.32031.79837.85544.37559.795注：由U轉(zhuǎn)化到 為乘以轉(zhuǎn)化因子250C/mV.直接由上表數(shù)據(jù)編程可得m的值：m=11.415511.335011.376611.483711.677811.907312.499912.907515.7894(m-1)實(shí)際上，由于第一個(gè)和最后一個(gè)數(shù)據(jù)是靠近壁面測(cè)得的，而該處的對(duì)流換熱系數(shù)一般 不等于中間段的，所以可以將首尾兩個(gè)數(shù)據(jù)剔除。易V除后的數(shù)據(jù)為：L/cm0246810121416U/mV1.09781.01300.97510.98161.03101.13281.

8、27191.51421.7750/ 0C27.44525.32524.37824.54025.77528.32031.79837.85544.375于是可得m的值(單位m-1):m=10.691710.691610.699410.743710.703310.968310.0459(m-1)已知管子外徑：d=12.5m m,管子內(nèi)徑：d1=11mm，管子導(dǎo)熱系數(shù)：k=398W/m C由m2=au/(kf)得a= m2kf/u,最后可得空氣對(duì)壁面的換熱系數(shù)的值：a=32.075232.074632.120932.387832.144333.756128.3170( W/m2 oC)BPolynomial Fit of Data1_B丫 =30.33806-1.67956 X+0.10453 X+0.00165 X345+8.26777E-6 X40oC3525 -20024681012141618X /cm圖3-1剔除首尾點(diǎn)后不同x位置過(guò)余溫度2、理論計(jì)算：取 m的平均值m=10.6491 m-1，于是可得各點(diǎn)的過(guò)余溫度分布L/cm0246810121416實(shí)測(cè)/ C27.44525.32524.37824.54025.77528.32031.79837.85544.3757C理論/ C27.44525.3612