传热学实验报告

1、1传热学课程实验报告实验项目空气横掠圆管换热实验日期2018.11指导教师王志伟专业机自师咨班级学生姓名学号同组者一、预习报告（预习要求：课前必须认真预习将要做的实验。认真看理论课讲义与实验指导教材，了解实验要点（包括实验原理、实验方法、使用仪器、实验步骤；根据课程要求必须认真撰写预习报告；严禁抄袭报告，对抄袭报告的学生，必须重新书写预习报告）（一）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（二）实验原理（应在理解的基础上简明扼要地书写实验原理，不能

2、简单地抄实验指导书）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：Re=Pr=-Ava丽=prM经验表明上式可以表示成下列形式：（1）对于空气，当温度变化不大时，普朗特书Pr变化很小,可以作为常数处理.故式可表示为脳（2）C服,Rw本实验的任务就是确定之值。因此就需要测定数中所包含的各个物理量。其中管径d为已知量，物性入、*,按定性温度查表确定.表面传热系数应不能直接测出，必须通过测加热量，壁温及流体平均温度丁，根据（3）式来计算：h=QfA（w-t-K）其中丄：电加热功率J：单管外表面积（三）实验内容或方案（基本操作和验证性实验应在理解基础上提炼出几点实验内容，实验

3、内容不等同于实验步骤；设计性、综合性实验必须有设计方案，学生设计应在教师指导下完成）打开加热电源，调节电源功率，使其在某一热负荷下加热，并保持不变，使壁温达到稳定后，开始记录相关数据：进风温度出风温度管壁温度管壁温度管壁温度管壁温度室温功率压差tg(C)tk(C)t(C)t2(C)t3(C)t4(C)(C)P(W)(Pa)在该热负荷下，通过调整风量来改变Re数的大小，电源加热功率不变，依次调节风速，在各个不同的风速下测得上述数据，改变4次风速，测4次数据。改变功率，在此热负荷下再测4组数据。测完后，对实验数据进行分析和处理。二、实验操作(指导教师根据学生操作规范性、实验记录单记载情况、是否遵守

4、实验实验纪律、实验完成情况综合评定实验表现成绩)三、实验报告(一)实验主要仪器与结构(实验装置的型号、结构)试验装置结构及工作原理如图一所示：国玄打兄沁吝编蔺哥1闪机交架2，nu工凤昼训手雄丄-过隹嗤二贝1.工管在贝I速段二：琵管L刑上吉买岭吉芳：血泄址宜11尼匕艺竺13.切热兀匚冷拒制塩(二)实验步骤(简述实验装置操作过程)经指导老师检查确认无误后，启动设备电源。启动风机，调节风量。打开加热电源，调节电源功率，使其在某一热负荷下加热，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，开始记录相关数据。在一定热负荷下，通过调整风量来改变Re数的大小

5、，电源加热功率不变，依次调节风速，在各个不同的风速下测得其动压头，空气进、出口温度以及加热管的壁面温度，即为不同风速下，同一负荷时的实验数据。不同热负荷条件下的实验，仅需改变电加热器功率，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。(三)实验结果与数据处理(二)实验记录(该项为实验报告的重点项，应认真、客观、如实、完整地记录实验数据、实验现象等)工况进风温度匕代)出风温度管壁温度-(C)管壁温度12(C)管壁温度13(C)管壁温度t4(C)室温(C)功率P(W)压差(Pa)空气平均温度/(C)试件壁温t(C)tk(C)1222512612512612722

6、9815023.51262222412012112112222971992312132224115116115117239924923115.7542224109111112111239931223110.7552633275275276277252013729.5275.7562530262262263264242019727.5262.75725292382372382392520117727238825282202202202212421026726.5220.25铜管直径25mm铜管有效长度300mm(根据所记录的实验数据对沿程水头损失进行计算、需要有计算过程,相关结果以表格列出)计算

7、公式:计算结果见下表:工况密气度空来流速度传热系数导热系数NuVRepKg/m3m/shY(W/mk)139402638.3051926059.922A19/1T丄乙耳02639.65529丄0.乙30016.0831.1920.4644.470.06118.2272115.333426.4141.1922.9047.010.06119.265815.337416.865砂30106813.49609珈127727161.18512.8035.600.06314.1271515.420771.1771.1817.3239.690.06315.7507715.527936.381.18521.2

8、345.160.06317.9211515.434461.232lgNu=223+1.B3*lgRe由拟合结果可知，工况1、2、5与其它数据相差较大，认为为粗大误差，舍去，由剩余5组数据拟合。根据最小二乘法，算出lgC=2.23,n=1.81,上图即为拟合曲线。（四）实验总结与讨论（结合具体的实验现象和实验中存在的问题进行讨论；实验后自己的收获，遇到的困难及解决的方法等心得体会；对本次实验进一步的想法以及意见和建议等）由上面图表分析可知，求得的准则方程式与理论情况较为接近，但部分实验数据与其他相差较大，可见存在较大误差，可能的原因很多。从理论层面分析，可能原因有：管内存在阻力损失使压力测量有偏差，导致速度测量不准确；速度测量时由于温度偏差带来偏差使雷诺数与理论值不同；加热功率计算未考虑电路损失；插值求气体物性时产生了计算误差；实验环境只能近似视为无限大，同时管壁也不是严格