自然对流放热系数的测定.ppt
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1、实验十 自然对流放热系数的测定自然对流放热系数的测定 一、实验目的和要求:1、了解空气沿管表面自由运动放热的实验方法,巩固课堂上学过的知识;2、测定单管的自由运动放热系数;3、根据对自由运动放热的相似分析,整理出准则方程式。二、实验原理对铜管进行电加热,热量应是以对流和辐射两种方式来散发的,所以对流换热量与辐射换热量之差,即 Q=Qr+Qc=IV W (1)Qc=F(twtf)W (2)w/.(3)Q换热量W;Qr辐射换热量W;Qc对流换热量W;I加热电流A;V加热电压V;自由运动放热系数w/.;F园管表面积,F=d L,d与L分别为园管的外经和长度;tw园管表面平均温度;tf室内空气温度;二
2、、实验原理 (4)试管表面黑度Ce黑体的辐射热系数Tw管壁平均温度Tf室内空气温度根据相似理论,对于自由对流放热,努谢尔特数Nu是葛拉晓夫数Gr、普朗特数Pr的函数即:Nu=f(GrPr)可表示成Nu=c(GrPr)n (5)定性温度为流体与壁面的平均温度 ,定性尺寸为管子直径。其中c、n是通过实验所确定的常数。二、实验原理为了确定上述关系式的具体形式,根据所测数据和计算结果求得准则数:Nu=ad Gr=VBd32Pr、B、物性参数由定性温度从教科书中查出。改变工况(加热量),可求得一组准则数,把几组数据标在对数坐标纸上得到以Nu为纵坐标、以Gr、Pr为横坐标的一系列点,画一条直线,使大多数点
3、落在这条直线上或周围,根据:lgNu=lgc+nlg(GrPr)即 Y=A+nX (6)二、实验原理图一、确定参数之间指数关系图这条直线的斜率即为n,n=tg直线与横坐标之间夹角的正切。截距为c。实验曲线可以用式(3)表示。C值还可以通过曲线上任一点与Nu与(GrPr)的数值计算出来,即 三、实验装置及测量仪表实验装置如图二:该装置有实验管(四种类型),实验管内装有电加热器,两端装有绝热盖,计算中略去轴向热损失。实验管上有热电偶嵌入管壁,使用电位差计可测量出管壁的热电势,从而计算外表面温度tw;图二、实验管段构造示意图1加热导线 2.接线柱 3.绝热盖 4.绝缘法兰 5.绝热泡沫垫 6.绝热体
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