傳熱試驗(yàn)技術(shù)ppt

1、傳傳 熱熱 試試 驗(yàn)驗(yàn) 技技 術(shù)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 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)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)康膶?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

2、布t(x，)可由下面方程組解得： 220( , )( , )( ,0)( , )0(0, )0ct xt xaxt xtqtxtx ssxqc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)。 ddtqcc/2cqt3 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置 實(shí)驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)圖 直流穩(wěn)壓電源電流表電壓表薄型加熱器數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)計(jì)算機(jī)熱電偶熱電偶試材試材試材試材4 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 點(diǎn)擊點(diǎn)擊“保存保存”按鈕按鈕安裝試材安裝試材雙擊桌面圖標(biāo)雙擊桌面圖標(biāo)測(cè)量試材尺寸測(cè)量試材尺寸天平稱重天平稱重雙擊雙擊“測(cè)量測(cè)量”按鈕按鈕測(cè)量測(cè)量完成完成5 實(shí)驗(yàn)要求實(shí)

3、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)二實(shí)驗(yàn)二 穩(wěn)態(tài)法材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定穩(wěn)態(tài)法材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?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)：mwttlddnqddttlqdrdtrldrdtfq/)(21ln)(22211212213 3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(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

4、管 4、待測(cè)材料 5、內(nèi)圓管 543214 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟電壓升至電壓升至70v150v記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄圓筒尺寸記錄圓筒尺寸打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)調(diào)壓器電壓調(diào)節(jié)調(diào)壓器電壓等待導(dǎo)熱達(dá)到穩(wěn)定等待導(dǎo)熱達(dá)到穩(wěn)定5 實(shí)驗(yàn)要求實(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)三實(shí)驗(yàn)三 空氣縱掠平板時(shí)局部換熱系數(shù)的測(cè)定空氣縱掠平板時(shí)局部換熱系數(shù)的測(cè)定 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?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

5、本原理基本原理 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()xfqhtt3 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置 空氣縱掠平板受迫對(duì)流換熱裝置空氣縱掠平板受迫對(duì)流換熱裝置 1, 風(fēng)箱；風(fēng)箱； 2, 風(fēng)機(jī)；風(fēng)機(jī)； 3, 有機(jī)玻璃風(fēng)道試驗(yàn)段；有機(jī)玻璃風(fēng)道試驗(yàn)段； 4, 不銹鋼板；不銹鋼板； 5, 硅整流電源；硅整流電源； 6, 風(fēng)機(jī)入口；風(fēng)機(jī)入口； 7, 畢托管；畢托管； 8, 微壓計(jì)；微壓計(jì)； 9, 分壓箱；分壓箱；10, 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；11, 數(shù)字電壓表；數(shù)字電壓表； 12, 標(biāo)準(zhǔn)電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻 4 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 等等 待待穩(wěn)

6、定穩(wěn)定調(diào)調(diào)整整電電位位差差計(jì)計(jì)打打開(kāi)開(kāi)風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)調(diào)調(diào)壓壓器器電電壓壓測(cè)測(cè)出出各各點(diǎn)點(diǎn)溫溫度度電電勢(shì)勢(shì)5 實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)要求（1）預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，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(shū)上給出的準(zhǔn)確方程進(jìn)行比較。 xhxrexxnu實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 中溫輻射時(shí)物體黑度的測(cè)試中溫輻射時(shí)物體黑度的測(cè)試 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?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 2 基本原理基本原理 由由n n個(gè)物體組成的輻射換熱系統(tǒng)中，利用凈輻射法，

7、個(gè)物體組成的輻射換熱系統(tǒng)中，利用凈輻射法，可以求物體可以求物體i i的純換熱量的純換熱量: : 對(duì)于由對(duì)于由熱源熱源 、傳導(dǎo)圓筒、待測(cè)物體傳導(dǎo)圓筒、待測(cè)物體3個(gè)物體表面組成個(gè)物體表面組成的封閉系統(tǒng)。的封閉系統(tǒng)。在其它條件完全相同的條件下，通過(guò)對(duì)比實(shí)在其它條件完全相同的條件下，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，可求出待測(cè)物體表面的黑度。驗(yàn)，可求出待測(cè)物體表面的黑度。.,.1()knnet iabs ie iieff kikib ifkqqqex dk dfe f443af13a443b13ttbbfaatttttt3 3 實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)量系統(tǒng)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

8、 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 。 234 4 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟取下受體，裝上黑體端蓋取下受體，裝上黑體端蓋系統(tǒng)進(jìn)入恒溫系統(tǒng)進(jìn)入恒溫 裝上受體腔體端蓋裝上受體腔體端蓋 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記錄三組溫度等待等待實(shí)驗(yàn)結(jié)束實(shí)驗(yàn)結(jié)束5 5 實(shí)驗(yàn)要求實(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)四實(shí)驗(yàn)四 角系數(shù)的測(cè)定角系數(shù)的測(cè)定 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?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 2 基本原理基本原理 角系數(shù)角系

9、數(shù) 表示微元漫表面表示微元漫表面dada1 1發(fā)射能流中發(fā)射能流中 到達(dá)有限表面到達(dá)有限表面a a2 2的份額，其計(jì)算式為：的份額，其計(jì)算式為： 單位球體法示意圖單位球體法示意圖 12daax2212122a2122coscos/()cos/()/()/()dadasasspspaspxrdar dadarar3 3 實(shí)驗(yàn)裝置實(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)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 重復(fù)測(cè)量重復(fù)測(cè)量5 5次次記錄筆記錄筆格紙上格紙上畫(huà)圖畫(huà)圖 計(jì)算方格紙上圖形計(jì)算方格紙上圖形面積面積 測(cè)量?jī)x定位測(cè)量?jī)x定位鏡筒瞄準(zhǔn)被測(cè)表面的輪廓線鏡筒瞄準(zhǔn)被測(cè)表面的輪廓線 量出鏡筒長(zhǎng)度量出鏡筒長(zhǎng)

10、度 5 5 實(shí)驗(yàn)要求實(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)五實(shí)驗(yàn)五 水水水式換熱器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)水式換熱器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn) 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?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 2 基本原理基本原理 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)： 11p111=m wqctt22p222=mqctt122qqq12100%qqq maxminmaxminlnttttt qk= w

11、f t3 3 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置 本實(shí)驗(yàn)裝置采用冷水可用閥門(mén)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(mén)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 4 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟記錄冷熱水溫度流量讀數(shù)記錄冷熱水溫度流量讀數(shù)換熱達(dá)到穩(wěn)定換熱達(dá)到穩(wěn)定接通電源接通電源開(kāi)動(dòng)水泵開(kāi)動(dòng)水泵加加 熱熱等待等待改順流改順流 逆流逆流改變冷水流量改變冷水流量逆流實(shí)驗(yàn)?zāi)媪鲗?shí)驗(yàn)5 5 實(shí)驗(yàn)要求實(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)七實(shí)驗(yàn)七 空氣空氣水式換熱器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)水式換熱器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn) 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?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 2 基本原理基本原理 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)： 11p111=m wqctt22p222=mqctt122qqq12100%qqq maxminmaxminlnttttt qk= wf t3 3 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置 4 4 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟記錄參數(shù)記錄參數(shù)換熱