传热综合实验报告示例
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传热强化综合实验报告实验目的:本次实验旨在通过传热强化实验,探究不同条件下的传热性能,并比较不同强化措施对传热增强的效果。
实验原理:传热强化是通过改变传热体的流动状态、增加表面粗糙度或改变传热介质等手段,从而提高传热效果的一种方法。
而传热方式中的对流传热是我们关注的重点。
对流传热强化可通过增加传热流体的流速、使用导热油等传热介质、在传热表面加上某些结构等方式实现。
在本实验中,我们将通过改变流速和加入强化结构的实验装置,探究传热强化的效果。
实验步骤:1. 准备实验装置,包括传热体、传热介质供给装置、流量控制装置等。
2. 将传热体放入实验装置,并连接传热介质供给装置和流量控制装置。
3. 设置实验参数,如不同流速、不同强化结构等。
4. 打开传热介质供给装置和流量控制装置,使传热介质通过传热体,并保持一定的流速。
5. 在实验过程中记录传热介质的进出口温度差值、传热体表面温度等数据,并定期记录时间和实验参数。
6. 完成一组实验后,停止实验装置的运行,并将实验数据进行整理和记录。
实验结果:根据实验数据整理,我们得到了如下结果:(具体数据和结果展示要根据实际实验情况进行描述)1. 由实验数据观察,当流速增大时,传热效果会相应增强。
进出口温度差值和传热体表面温度差值随着流速的增加呈现正相关关系。
2. 同时,通过加入强化结构也能明显提高传热效果。
在加入强化结构后,进出口温度差值和传热体表面温度差值均较未加入强化结构时有所增加。
3. 不同的强化结构对传热性能的影响也有所差异。
我们对比了几种不同结构的传热体进行了实验,发现某种特定的结构能够在相同流速下实现更好的传热效果。
讨论与分析:通过本次实验,我们得出了流速和加入强化结构对传热性能的影响。
高流速和合适的强化结构都能提高传热效果,但不同的强化结构可能有不同的效果,因此在实际应用中需要根据具体条件选择适合的强化结构。
结论:通过传热强化综合实验,我们验证了流速和加入强化结构对传热性能的影响。
一、实训目的通过本次传热实训,使我对传热学的基本原理、传热过程及传热设备有更深入的了解,提高实际操作能力,培养严谨的科学态度和良好的团队协作精神。
二、实训内容1. 实验原理传热是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。
传热方式有三种:传导、对流和辐射。
本次实训主要涉及传导和对流两种方式。
2. 实验设备(1)导热系数测定装置:用于测定材料的导热系数。
(2)对流换热实验装置:用于研究流体与固体表面之间的传热过程。
(3)热电偶温度计:用于测量物体表面的温度。
(4)计时器:用于记录实验时间。
3. 实验步骤(1)导热系数测定1)将待测材料切成一定尺寸的样品,放入导热系数测定装置中。
2)打开装置,调整温度差,待装置稳定后,记录温度差和时间。
3)根据公式计算材料的导热系数。
(2)对流换热实验1)将实验装置中的水加热至一定温度,待水稳定后,记录水的温度。
2)将待测物体放入装置中,调整装置,使物体与水充分接触。
3)记录物体表面的温度,计算物体与水之间的对流传热系数。
三、实训结果与分析1. 导热系数测定本次实验测定了不同材料的导热系数,结果如下:材料名称 | 导热系数(W/(m·K))---------|-------------------材料A | 1.2材料B | 0.8材料C | 1.5从实验结果可以看出,不同材料的导热系数存在差异,且材料C的导热系数最大。
2. 对流换热实验本次实验测定了不同条件下物体与水之间的对流传热系数,结果如下:物体与水之间的温差(℃) | 对流传热系数(W/(m²·K))-----------------------|-------------------------5 | 50010 | 100015 | 1500从实验结果可以看出,物体与水之间的温差越大,对流传热系数越大。
四、实训总结1. 通过本次实训,我对传热学的基本原理、传热过程及传热设备有了更深入的了解。
一、摘要本次传热实训通过实际操作和理论学习的结合,使我深入了解了传热的基本原理和应用。
在实训过程中,我掌握了传热的基本方法,学会了如何分析传热过程中的影响因素,并提高了实验操作技能。
通过本次实训,我对化工传热有了更深刻的认识,为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
二、实训目的1. 理解传热的基本原理和规律。
2. 掌握传热实验的基本方法和步骤。
3. 培养实验操作技能,提高动手能力。
4. 分析传热过程中的影响因素,提高解决实际问题的能力。
三、实训内容1. 传热基本理论2. 传热实验设备与仪器3. 传热实验操作4. 传热实验数据分析四、实训过程1. 传热基本理论学习在实训开始前,我认真学习了传热的基本理论,包括导热、对流和辐射三种传热方式。
通过学习,我对传热的基本原理有了初步的认识。
2. 传热实验设备与仪器认识实训过程中,我详细了解了传热实验所需的设备与仪器,如电热炉、温度计、流量计、压力计等。
这些设备在传热实验中起着至关重要的作用。
3. 传热实验操作在实验老师的指导下,我按照实验步骤进行了传热实验。
具体操作如下:(1)准备实验材料:电热炉、温度计、流量计、压力计、实验样品等。
(2)安装实验设备:将电热炉、温度计、流量计、压力计等设备按照实验要求进行安装。
(3)实验过程:开启电热炉,观察实验样品的传热情况,记录温度、流量、压力等数据。
(4)实验结束:关闭电热炉,整理实验设备。
4. 传热实验数据分析在实验结束后,我根据实验数据,运用传热理论进行分析。
通过分析,我了解了实验样品在不同条件下的传热性能,并总结了实验过程中的影响因素。
五、实训收获1. 理论与实践相结合,提高了我的传热理论知识水平。
2. 学会了传热实验的基本方法和步骤,提高了实验操作技能。
3. 通过实验数据分析,提高了我的问题解决能力。
4. 对化工传热有了更深刻的认识,为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
六、实训体会1. 重视理论知识学习,为实验操作提供理论支持。
综合传热性能实验报告六根铜管一、实验目的1、掌握传热系数K的测定方法:2、了解传热系数的影响因素。
二、实验原理综合传热性能试验是将干饱和蒸汽通过一组实验铜管,管子在空气中散热而使蒸汽冷凝为水,由于铜管的外表状态及空气流动情况的不同,管子的凝水量办不同,通过单位时间凝水量的多少,可以观察和分析影响传热的诸多因素,并且可以计算出每根管子的总传热系数K值。
三、实验装置1、镰铬管2、涂黑管3、铜光管4、翅片管5、锯末保温管6、玻璃丝保温管7-12、冷凝水排放阀13、风机14、蒸汽发生器15、电源开关16、触摸屏17、蒸汽压力表18、排气阀19-24、蒸汽进入阀。
四、实验步臻1、开启电源开关,打开电热蒸汽发生器上的供汽阀(上部),然后从发生器底部的给水阀门(兼排污),往蒸汽发生器的锅炉加水,当水面达到水位计的三分之二高处时,关闭给水阀门。
2、点击触摸屏“开始加热”下方的“启动”进行加热。
综合传热实验装置打开3、打开配气管上所有阀门(或按实验需要打开其中几个阀门)和玻璃蓄水器下面的放水阀。
然后,打开供汽阀缓慢向测试管内送汽,(送汽压力略高于实验压力),预热整个实验系统,并将系统内的空气排净。
4、待蓄水器下部放水阀向外排出蒸汽一段时间后关闭全部放水阀门及排气阀预热完毕。
此时,要调节配气管底部放水阀门使其微微冒汽,以排除在胶管内和配气管中的凝水。
调节送汽压力,即可开始实验。
为防止玻璃蓄水器破坏,建议实验压力为0.02Mpa,最大不超过0.05Mpa,如果压力过大可以开启阀门18调节。
5、做自然对流实验时,将蓄水器下部的全部水阀关闭,开启实验管的蒸汽进入阀,注视蓄水器内的水位变化,待水位上升至“0”刻度水位时开始计时(如实验多根管子,只要在开始计时,记下每根蓄水器水位读数即可),实验正式开始。
凝结水水位达到一定高度时,记下供汽时间、管道温度和凝结水量。
6、如要进行强迫对流实验,放掉积存在蓄水器及管路中的水,开动风机对被试管进行强迫通风(风机可移动)。
一、实验目的1. 了解传热的基本原理和传热过程。
2. 熟悉传热实验装置的结构和操作方法。
3. 通过实验,测定传热系数,分析影响传热效果的因素。
4. 培养实验操作技能和数据分析能力。
二、实验原理传热是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。
传热方式主要有三种:导热、对流和辐射。
本实验主要研究导热和对流传热。
1. 导热:热量通过固体物质从高温部分传递到低温部分的过程。
其基本原理为热传导定律,即热量在单位时间内通过单位面积,沿着温度梯度方向传递的速率与温度梯度的乘积成正比。
2. 对流:热量通过流体(气体或液体)的流动而传递的过程。
其基本原理为牛顿冷却定律,即流体与固体表面之间的热交换速率与流体与固体表面的温度差成正比。
三、实验装置与仪器1. 实验装置:传热实验装置包括加热器、温度计、流量计、实验管等。
2. 实验仪器:温度计、流量计、秒表、游标卡尺、电子天平等。
四、实验步骤1. 准备工作:检查实验装置是否完好,调节加热器功率,预热实验管。
2. 实验数据记录:1. 测量实验管的长度、直径和厚度。
2. 测量实验管两端的温度,计算温度差。
3. 调节流量计,控制流体流量。
4. 记录实验数据,包括时间、温度、流量等。
3. 实验结束:关闭加热器,停止实验。
五、实验结果与分析1. 实验数据:| 时间(min) | 流体温度(℃) | 温度差(℃) | 流量(L/min) || :----------: | :------------: | :----------: | :------------: || 0 | 20.0 | 10.0 | 1.0 || 5 | 30.0 | 20.0 | 1.0 || 10 | 40.0 | 30.0 | 1.0 || 15 | 50.0 | 40.0 | 1.0 |2. 结果分析:根据实验数据,绘制温度-时间曲线。
可以看出,随着时间推移,流体温度逐渐升高,温度差也逐渐增大。
1. 影响传热效果的因素:1. 流体流量:流体流量越大,传热效果越好。
综合传热实验报告传热学实验报告一、实验目的1、通过实验熟悉热传导实验;2、实验运用载入形式的均匀热流,考察传热过程中的热传导系数的数值;3、掌握恒定温度差的传热过程,并分析热传导系数的影响。
二、实验原理当一块物体介质之间存在温度差的时候,它们之间会发生热传递,应用热传形式的方式研究它们之间的热传导系数。
热传导的形式有很多种,但是本实验中采用的是载入形式的均匀热流。
在此形式的热传方式中,介质之间的温度差也是恒定的,传热过程中的物体质量和热容量也被忽略,只考虑物体介质之间的热流,这样就可以简化传热过程的模型,从而得出它们之间的热传导系数。
三、实验设备实验中使用的设备主要是:加热片、铜片、温度计、加热源、电阻表等。
四、实验步骤1、将加热片和铜片装入实验装置中,并将它们的温度设置为相同的温度。
2、将加热源的电流调到一个基本值,并从电阻表中测量出来的电阻值。
3、记录下实验装置中两片间的温度差,然后增加加热源的电流,再次记录下实验装置中两片间的温度差,如此循环,直到记录下所有的温度差数据。
4、根据数据计算出两片间的热传导系数,并将计算结果与理论值进行比较,分析出热传导系数的变化过程。
五、实验数据加热电流:0.1A~3A温差(℃):0.15~3.45六、实验结果根据所得的实验数据计算,两片之间的热传导系数为:K=0.064 W/(m·K)七、实验讨论比较理论计算出来的热传导系数(K=0.066 W/(m·K)),可以看到实验得出的热传导系数与理论值有一定的差异,这可能因为实验时的不确定性所致。
八、结论根据本次实验,可以得出两片之间的热传导系数为K=0.064W/(m·K),与理论值有一定的差异,可能是实验不确定性所致,可以通过进一步的实验,对热传导系数进行准确的测定。
最新传热实验(实验报告)
实验目的:
探究不同材料的热传导性能,并分析其传热机理。
实验材料:
- 铜棒、铝棒、塑料棒(尺寸相同,长度为30cm,直径为2cm)
- 热电偶温度传感器
- 恒温水浴
- 数据采集系统
- 电子天平
- 计时器
实验步骤:
1. 使用电子天平测量并记录三种材料棒的精确质量。
2. 将恒温水浴设定在一个恒定温度(如50°C)并让其稳定。
3. 将铜棒、铝棒和塑料棒的一端分别浸入恒温水浴中,确保材料棒的
浸入深度一致。
4. 使用热电偶温度传感器测量并记录材料棒露出水面部分的温度,初
始温度应保持一致。
5. 开始计时,每隔1分钟记录一次材料棒露出水面部分的温度,持续
时间设定为10分钟。
6. 重复步骤3至5,对不同材料棒进行至少三次独立实验以确保数据
的准确性和可重复性。
7. 数据记录完毕后,将收集到的数据输入到数据采集系统中进行分析。
实验结果分析:
1. 根据收集到的温度数据,绘制三种材料棒的温度变化曲线。
2. 分析不同材料的热传导速率,即单位时间内温度变化的速率。
3. 比较铜棒、铝棒和塑料棒的热传导性能,确定哪一种材料具有最佳的热传导效率。
4. 结合材料的物理性质(如密度、比热容等)讨论影响传热效率的可能因素。
5. 根据实验结果,提出改进材料热传导性能的可能途径或应用前景。
结论:
通过本次实验,我们可以得出不同材料在相同条件下的热传导性能差异,并理解影响材料传热效率的关键因素。
这些知识对于材料科学、能源管理和热工程设计等领域具有重要的应用价值。
气—汽对流传热综合实验1. 光滑套管换热器传热系数的测定数据记录与整理表传热管内径d i =0.020 m 有效长度L i =1。
00 m 冷流体:空气(管内)热流体:蒸汽(管外)2. 强化套管换热器传热系数及强化比的测定数据记录与整理表传热管内径d i =0.020 m 有效长度L i =1。
00 m 冷流体:空气(管内)热流体:蒸汽(管外)1壁面温度T w℃99.6 99.7 99。
8 99。
9 99。
9 管内平均温度t m℃59。
9 57.6 56.8 56。
8 57.3 空气密度ρm kg/ m31。
060 1。
068 1。
071 1。
071 1.069 空气导热系数λm*100 W/ m·℃2。
895 2。
879 2.874 2.874 2。
877 空气定压比热容Cpm kJ/ kg·℃ 1.005 1.005 1.005 1。
005 1。
005空气粘度μm*10000Pa·s 2。
01 2.00 1。
99 1。
99 2。
00空气进出口温度差Δt℃61。
7 55。
0 51.7 50.3 50。
2 平均温差Δt m℃39。
7 42。
1 43.0 43。
1 42.6 20℃时空气流量V20m3/ h 8。
79 18。
58 24.34 29。
59 33.89 管内平均流量V m3/ h 9.837 20。
613 26。
902 32。
666 37.432 平均流速u m/s 8。
70 18.22 23。
78 28.88 33.09传热量Q W 179。
60 338。
02 392。
16 491。
27 560。
77 对流传热系数αi W/m2·℃71。
99 127.77 145。
13 181.39 209.48 雷诺数Re 9176 19458 25596 31086 35373 努赛尔准数Nu 49.73 88。
76 101。
0 126。
23 145。
62Nu/Pr0.457。
第1篇实验名称:热传热实验实验日期:2021年10月20日实验地点:实验室实验人员:张三、李四、王五一、实验目的1. 理解热传导、对流和辐射三种热传递方式的基本原理;2. 掌握热传导、对流和辐射三种热传递方式的计算方法;3. 分析影响热传递效率的因素;4. 提高实验操作技能和数据分析能力。
二、实验原理1. 热传导:热传导是指热量在固体、液体和气体内部通过分子或原子的碰撞和振动而传递的过程。
其计算公式为:Q=K×A×ΔT/L,其中Q为热量,K为材料的热导率,A为传热面积,ΔT为温度差,L为传热距离。
2. 对流:对流是指流体(液体或气体)在温度差的作用下,通过流体的宏观运动而传递热量的过程。
其计算公式为:Q=ρ×V×Cp×ΔT,其中Q为热量,ρ为流体密度,V为流体体积,Cp为流体比热容,ΔT为温度差。
3. 辐射:辐射是指物体通过电磁波的形式向外传递热量的过程。
其计算公式为:Q=σ×A×(T^4-T0^4),其中Q为热量,σ为斯特藩-玻尔兹曼常数,A为辐射面积,T为物体温度,T0为环境温度。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:热传导实验装置、对流实验装置、辐射实验装置、温度计、计时器、量筒、秒表等;2. 实验材料:铜块、水、酒精、电热毯、加热器、电热丝、辐射板等。
四、实验步骤1. 热传导实验:(1)将铜块放入实验装置中,用温度计测量铜块表面的温度;(2)将电热毯包裹在铜块上,打开加热器,使铜块表面温度升高;(3)每隔一定时间,用温度计测量铜块表面的温度,记录数据;(4)根据实验数据,绘制温度-时间曲线,计算热传导速率。
2. 对流实验:(1)将水倒入量筒中,用温度计测量水的初始温度;(2)将加热器放入水中,加热水至一定温度;(3)每隔一定时间,用温度计测量水的温度,记录数据;(4)根据实验数据,绘制温度-时间曲线,计算对流速率。
3. 辐射实验:(1)将辐射板放置在实验装置中,用温度计测量辐射板表面的温度;(2)将加热器放入辐射板下方,加热辐射板;(3)每隔一定时间,用温度计测量辐射板表面的温度,记录数据;(4)根据实验数据,绘制温度-时间曲线,计算辐射速率。
综合传热演示实验报告引言传热是热力学中的重要概念之一,涉及到热量的传递、储存和转换。
传热可以通过传导、对流和辐射等方式进行。
为了更好地理解传热过程,我们进行了一次综合传热演示实验。
实验目的1. 通过实验观察和测量传热过程中的温度变化;2. 掌握传热的基本规律;3. 理解传热在日常生活中的应用。
实验原理传热是热量从高温区域向低温区域传递的过程。
热可以通过传导、辐射和对流进行传递。
本次实验主要涉及到传导和对流两种方式。
传导传导是通过物质的直接接触和相互振动来传递热量的过程。
一个物体的温度分布不均时,高温区域的分子以较大的速度振动,从而传递给低温区域的分子,使得整个物体的温度逐渐均匀。
对流对流是通过流体的运动来传递热量的过程。
当一个物体加热时,周围的空气被加热并膨胀,密度变小,从而产生浮力迫使周围的冷空气下沉,形成对流。
对流传热是高温区域的气流与低温区域的物体直接接触,通过传导进行热量交换。
实验材料和设备- 烧杯- 温度计- 热水- 冷水- 烤盘- 塑料管- 流体介质(例如植物油等)实验步骤1. 在烧杯中加入适量的热水;2. 在另一个烧杯中加入适量的冷水;3. 将温度计放入热水中,记录初始温度;4. 同时将温度计放入冷水中,记录初始温度;5. 将烤盘加热,并将烤盘上放置烧杯,将热水加热至一定温度;6. 在加热的同时,将烧杯里的冷水倒入塑料管中,并通过塑料管将其喷射到热水中;7. 观察热水的温度变化,并记录每隔一段时间的温度;8. 分别观察传热情况和过程。
实验结果实验过程中,我们观察到了热水的温度逐渐增加,而冷水的温度逐渐降低。
在冷水喷射到热水中的过程中,热水的温度上升速度明显加快。
这是因为冷水的加入增加了热水的表面积,从而增强了对流传热过程。
实验分析通过这个实验,我们可以得出以下结论:1. 热量在传递过程中,会从高温区域向低温区域传递。
这是一个自然趋势,也就是热的互相扩散的结果;2. 传热过程中,温度差越大,传热速率越快,而温度差越小,传热速率越慢;3. 对流传热比传导传热更加迅速,因为对流传热涉及到流体的运动,能够加速热量的传递。
第1篇一、实验背景热传导是物理学中的一个基本概念,指的是热量在物体内部或物体间的传递过程。
为了让学生更好地理解热传导的原理,我们进行了以下实验。
二、实验目的1. 了解热传导的概念和原理。
2. 观察不同材料的热传导性能。
3. 探讨影响热传导速度的因素。
三、实验器材1. 铜棒、铁片、木棒、塑料棒、玻璃棒、酒精灯、火柴、试管夹、烧杯、热水、凡士林。
四、实验步骤1. 实验一:(1)将铜棒固定在支架上,在火柴头上蘸少许凡士林,依次粘在铜棒的三个孔上。
(2)用酒精灯加热铜棒的一端,观察火柴由被加热的一端向另一端逐渐脱落的现象。
2. 实验二:(1)用试管夹夹住铁片,在铁片上放上蜡,分别从一边或中央加热铁片,观察铁片的熔化情况。
(2)将铁丝、木棒、塑料棒、玻璃棒、铜棒同时放入装有热水的烧杯中,用手感觉不同材料传热速度的快慢。
五、实验现象1. 实验一:(1)加热铜棒时,火柴由被加热的一端向另一端逐渐脱落。
(2)加热铁片时,从一边加热的熔化速度比从中央加热的快。
2. 实验二:将不同材料放入热水中,发现铜棒传热速度最快,其次是铁片、玻璃棒、塑料棒和木棒。
六、实验结论1. 热传导是指热量在物体内部或物体间的传递过程。
2. 不同材料的热传导性能不同,铜的热传导性能最好,其次是铁、玻璃、塑料和木棒。
3. 影响热传导速度的因素包括材料的热传导性能、物体的形状和大小等。
七、实验反思本次实验让学生直观地了解了热传导的原理,提高了学生的实验操作能力和观察能力。
在实验过程中,我们发现以下问题:1. 实验过程中,部分学生操作不规范,导致实验结果不准确。
2. 实验过程中,部分学生对实验现象的描述不够准确,影响了实验结论的可靠性。
针对以上问题,我们提出以下改进措施:1. 加强实验操作规范培训,确保实验结果准确。
2. 提高学生对实验现象的观察能力和描述能力,为实验结论提供有力支持。
八、实验总结本次实验让学生通过实际操作,了解了热传导的原理,掌握了不同材料的热传导性能,为今后的学习奠定了基础。
化工原理 传热综合实验报告 数据处理七、实验数据处理1.蒸汽冷凝与冷空气之间总传热系数K 的测定,并比较冷空气以不同流速u 流过圆形直管时,总传热系数K 的变化。
实验时蒸汽压力:0.04MPa (表压力),查表得蒸汽温度T=109.4℃。
实验装置所用紫铜管的规格162mm mm φ⨯、 1.2l m =,求得紫铜管的外表面积200.010.060318576281.o S d l m m m ππ=⨯⨯=⨯⨯=。
根据24s sV V u A dπ==、0.012d m =,得到流速u ,见下表2: 表2 流速数据取冷空气进、出口温度的算术平均值作为冷空气的平均温度,查得冷空气在不同温度下的比热容p c 、黏度μ、热传导系数λ、密度ρ,如下表3所示:表3 查得的数据t 进/℃ t 出/℃ t 平均/℃()p c J kg ⋅⎡⎤⎣⎦℃ Pa s μ⋅ ()W m λ⋅⎡⎤⎣⎦℃ ()3kg m ρ-⋅ 22.1 77.3 49.7 10050.0000196 0.0283 1.093 24.3 80.9 52.6 1005 0.0000197 0.02851 1.0831 26.3 82.7 54.5 1005 0.0000198 0.02865 1.0765 27.8 83 55.4 1005 0.0000198 0.02872 1.0765 29.9 83.6 56.75 1005 0.0000199 0.02879 1.0699 31.8 83.7 57.75 1005 0.00002 0.02886 1.0666 33.7 83.8 58.75 1005 0.0000200 0.02893 1.0633 35.68459.81005 0.0000201 0.029 1.06根据公式()()=V s p s p Q m c t t c t t ρ=--出进出进、()()ln m T t T t t T t T t ---∆=--进出进出,求出Q序号 ()31sV m h -⋅ ()1u m s -⋅1 2.5 6.1402371072 5 12.280474213 7.5 18.420711324 10 24.560948435 12.5 30.701185536 15 36.841422647 17.5 42.98165975 82049.12189685和m t ∆,0S 已知,由0mQK S t =⋅∆,即可求出蒸汽冷凝与冷空气之间总传热系数K 。
第1篇一、实验名称热传递实验二、实验目的1. 了解热传递的三种基本方式:传导、对流和辐射;2. 熟悉不同材料的热传导性能;3. 掌握热传递实验的基本操作和数据处理方法;4. 通过实验,验证傅里叶热传导定律。
三、实验原理热传递是指热量从高温物体传递到低温物体的过程,主要有三种方式:传导、对流和辐射。
1. 热传导:热量通过物体内部微观粒子的振动和碰撞传递,其传递速率与温度梯度、物体材料的导热系数和物体厚度有关。
傅里叶热传导定律表达式为:q = -kA(dT/dx),其中q为热流密度,k为导热系数,A为传热面积,dT/dx为温度梯度。
2. 热对流:热量通过流体(如空气、水等)的流动传递,其传递速率与流体流动速度、流体密度、流体比热容和温度差有关。
3. 热辐射:热量通过电磁波的形式传递,其传递速率与物体的温度、表面发射率、辐射角和辐射距离有关。
四、实验器材1. 热传导实验装置:包括铜棒、铝棒、铁棒、温度计、计时器、支架等;2. 热对流实验装置:包括水槽、温度计、计时器、支架等;3. 热辐射实验装置:包括黑体辐射器、温度计、计时器、支架等;4. 数据处理软件:Excel、Origin等。
五、实验步骤1. 热传导实验:(1)将铜棒、铝棒、铁棒分别固定在支架上;(2)将温度计分别插入铜棒、铝棒、铁棒的一端;(3)同时启动计时器,用酒精灯加热铜棒、铝棒、铁棒的另一端;(4)记录不同时间下铜棒、铝棒、铁棒另一端的温度;(5)重复实验,求出平均温度。
2. 热对流实验:(1)将水槽置于支架上,加入适量水;(2)将温度计分别插入水中和容器壁上;(3)同时启动计时器,用酒精灯加热水槽底部;(4)记录不同时间下水中和容器壁上的温度;(5)重复实验,求出平均温度。
3. 热辐射实验:(1)将黑体辐射器固定在支架上;(2)将温度计分别插入黑体辐射器和温度计支架上;(3)同时启动计时器,记录不同时间下黑体辐射器和温度计支架的温度;(4)重复实验,求出平均温度。
实验2 传热综合实验一、实验目的⒈ 通过对空气—水蒸气简单套管换热器的实验研究,掌握对流传热系数的测定方法,加深对其概念和影响因素的理解。
并应用线性回归分析方法,确定关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。
⒉ 通过对管程内部插有螺旋线圈的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究,测定其准数关联式Nu=BRe m 中常数B 、m 的值和强化比Nu/Nu 0,了解强化传热的基本理论和基本方式。
⒊ 了解套管换热器的管内压降和Nu 之间的关系。
⒋ 通过对几种各具特点、不同形式的热电偶线路的实验研究,掌握热电偶的基本理论以及第三导线、补偿导线的概念,了解热电偶正确的使用方法。
二、 实验内容与要求三、实验原理实验2-1 普通套管换热器传热系数及其准数关联式的测定i αp ∆⒈ 对流传热系数的测定对流传热系数可以根据牛顿冷却定律,用实验来测定。
因为<<,所以传热管内的对流传热系数热冷流体间的总传热系数 (W/m 2·℃)(2-1)式中:—管内流体对流传热系数,W/(m 2·℃);Q i —管内传热速率,W ; S i —管内换热面积,m 2;—对数平均温差,℃。
对数平均温差由下式确定:(2-2)式中:t i1,t i2—冷流体的入口、出口温度,℃;t w —壁面平均温度,℃;因为换热器内管为紫铜管,其导热系数很大,且管壁很薄,故认为内壁温度、外壁温度和壁面平均温度近似相等,用t w 来表示,由于管外使用蒸汽,近似等于热流体的平均温度。
管内换热面积:(2-3)式中:d i —内管管内径,m ;L i —传热管测量段的实际长度,m 。
由热量衡算式:(2-4)其中质量流量由下式求得:(2-5)式中:V i —冷流体在套管内的平均体积流量,m 3 / h ; c pi —冷流体的定压比热,kJ / (kg ·℃); ρi —冷流体的密度,kg /m 3。
i αi αi αo α≈i α()i m i s t Q K ⨯∆=/im ii S t Q ⨯∆≈αi αmit ∆)()(ln )()(2121i w i wi w i w mi t t t t t t t t t -----=∆ii i L d S π=)(12i i pi i i t t c W Q -=3600ii i V W ρ=c pi 和ρi 可根据定性温度t m 查得,为冷流体进出口平均温度。
第1篇一、实验目的1. 理解和掌握热传导、对流和辐射三种传热方式的基本原理。
2. 通过实验验证不同材料、不同条件下物体的传热效率。
3. 分析影响物体传热效率的因素,如材料的热导率、物体的形状、环境温度等。
二、实验原理物体的传热主要有三种方式:热传导、对流和辐射。
1. 热传导:热量通过物体内部的微观粒子(如原子、分子)的振动和碰撞传递。
其传热速率与物体的热导率、温度梯度、物体的截面积和传热距离有关。
2. 对流:热量通过流体(如液体、气体)的流动传递。
其传热速率与流体的流速、温度差、流体的热导率、物体的形状和截面积有关。
3. 辐射:热量通过电磁波的形式传递。
其传热速率与物体的温度、表面积、辐射系数、物体表面的发射率、周围环境的辐射强度和距离的平方有关。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:金属棒、铜棒、铝棒、塑料棒、水、酒精、盐、温度计、计时器、支架、加热器等。
2. 实验仪器:电热板、热电偶、数字温度计、数据采集器、计算机等。
四、实验步骤1. 热传导实验:- 将金属棒、铜棒、铝棒和塑料棒分别置于支架上。
- 在一端加热金属棒,另一端用温度计测量温度。
- 记录不同材料的温度变化,计算热传导速率。
2. 对流实验:- 将水加热至一定温度,倒入烧杯中。
- 在水中放入金属棒,用温度计测量棒上不同位置的温度。
- 记录温度变化,计算对流速率。
3. 辐射实验:- 将电热板置于支架上,调整温度。
- 在一定距离处放置温度计,测量温度。
- 记录不同温度下的温度变化,计算辐射速率。
五、实验结果与分析1. 热传导实验:- 金属棒的热传导速率高于塑料棒,说明金属的热导率较高。
- 铜棒的热传导速率高于铝棒,说明铜的热导率较高。
2. 对流实验:- 水的对流速率较快,说明水的流动性较好。
- 金属棒在不同位置的温度变化较大,说明对流在金属棒上起主要作用。
3. 辐射实验:- 电热板温度越高,辐射速率越快。
- 辐射速率与距离的平方成反比。
六、实验结论1. 物体的传热方式主要有热传导、对流和辐射三种。
传热实验报告
实验目的:
本实验旨在研究和探究传热这一物理现象,在不同条件下测量传热速率,并分析传热的规律。
实验原理:
传热是物体之间或物体内部将热量从高温区域传递到低温区域的过程。
传热可以通过三种不同的方式进行:导热、对流和辐射。
实验材料:
- 保温杯
- 温度计
- 热源(例如加热器)
- 计时器
- 热导率试样(金属、玻璃、塑料等)
实验步骤:
1. 将实验室温度调至恒定温度,以确保实验的可重复性和精确性。
2. 将保温杯的内部涂上保温材料,并将热导率试样放入保温杯中。
3. 将温度计插入试样中,并记录试样的初始温度。
4. 将热源放在保温杯的一侧,并开始计时。
5. 每隔一段时间(例如1分钟),测量并记录试样的温度。
6. 在测量过程中,保持热源保持恒定温度,并确保保温杯周围没有其他热源或冷源的干扰。
7. 当试样温度稳定时,停止计时并记录试样的稳定温度。
8. 计算不同时间点的传热速率,并绘制传热速率随时间变化的曲线。
实验结果:
根据实验数据,可以得出传热速率随时间的变化曲线。
根据实验数据的变化趋势,可以推断出传热的规律,例如传热速率随时间的增加而减小。
实验结论:
通过此实验,我们可以了解到不同材料的传热性能以及传热速率随时间的变化规律。
同时,我们也可以通过此实验来验证和探究传热的基本原理和规律。
此外,能有效利用传热技术解决实际问题,提高能源利用效率。
姓名院 专业 班 年 月 日实验内容 指导教师 一、 实验名称:传热实验二、实验目的:1.熟悉套管换热器的结构;2。
测定出K 、α,整理出e R N -u 的关系式,求出m A 、.三、实验原理:本实验有套管换热器4套,列管式换热器4套,首先介绍套管换热器.套管换热器管间进饱和蒸汽,冷凝放热以加热管内的空气,实验设备如图2-2-5—1(1)所示。
传热方式为:冷凝—传导—对流 1、传热系数可用下式计算: ]/[2m k m W t A q K m⋅∆⋅=(1)图2—2-5—1(1) 套管换热器示意图传热实验姓名院 专业 班 年 月 日实验内容 指导教师式中:q-—传热速率[W] A-—传热面积[m 2] △t m —传热平均温差[K ]○,1传热速率q 用下式计算:])[(12W t t C V q p S -=ρ (2) 式中:3600/h S V V =-—空气流量[m 3/s]V h —-空气流量[m 3/h]ρ——空气密度[kg/m 3],以下式计算:]/)[273(4645.031m kg t R p Pa ++=ρ (3)Pa ——大气压[mmHg]Rp ——空气流量计前表压[mmHg] t 1——空气进换热器前的温度[℃]Cp-—空气比热[K kg J ⋅/],查表或用下式计算:]/[04.01009K kg J t C m p ⋅+= (4) t m =(t 1+t 2)/2—-空气进出换热器温度的平均值(℃) t 2-—空气出口温度[℃]②传热平均面积A m :][2m L d A m m π= (5)式中:d m =传热管平均直径[m ]L —传热管有效长度[m ]③传热平均温度差△t m 用逆流对数平均温差计算:姓名院 专业 班 年 月 日实验内容 指导教师T ←——T t 1——→t 2 )(),(2211t T t t T t -=∆-=∆2121ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆ (6) 式中:T ——蒸汽温度[℃]2、传热膜系数(给热系数)及其关联式空气在圆形直管内作强制湍流时的传热膜系数可用下面准数关联式表示:nr m e P AR Nu = (7)式中:N u ——努塞尔特准数R e -—雷诺准数 P r ——普兰特准数A ——系数,经验值为0。
实验2 传热综合实验一、实验目的⒈ 通过对空气—水蒸气简单套管换热器的实验研究,掌握对流传热系数的测定方法,加深对其概念和影响因素的理解。
并应用线性回归分析方法,确定关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。
⒉ 通过对管程内部插有螺旋线圈的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究,测定其准数关联式Nu=BRe m 中常数B 、m 的值和强化比Nu/Nu 0,了解强化传热的基本理论和基本方式。
⒊ 了解套管换热器的管内压降和Nu 之间的关系。
⒋ 通过对几种各具特点、不同形式的热电偶线路的实验研究,掌握热电偶的基本理论以及第三导线、补偿导线的概念,了解热电偶正确的使用方法。
二、 实验内容与要求三、实验原理实验2-1 普通套管换热器传热系数及其准数关联式的测定i αp ∆⒈ 对流传热系数的测定对流传热系数可以根据牛顿冷却定律,用实验来测定。
因为<<,所以传热管内的对流传热系数热冷流体间的总传热系数 (W/m 2·℃)(2-1)式中:—管内流体对流传热系数,W/(m 2·℃);Q i —管内传热速率,W ; S i —管内换热面积,m 2;—对数平均温差,℃。
对数平均温差由下式确定:(2-2)式中:t i1,t i2—冷流体的入口、出口温度,℃;t w —壁面平均温度,℃;因为换热器内管为紫铜管,其导热系数很大,且管壁很薄,故认为内壁温度、外壁温度和壁面平均温度近似相等,用t w 来表示,由于管外使用蒸汽,近似等于热流体的平均温度。
管内换热面积:(2-3)式中:d i —内管管内径,m ;L i —传热管测量段的实际长度,m 。
由热量衡算式:(2-4)其中质量流量由下式求得:(2-5)式中:V i —冷流体在套管内的平均体积流量,m 3 / h ; c pi —冷流体的定压比热,kJ / (kg ·℃); ρi —冷流体的密度,kg /m 3。
i αi αi αo α≈i α()i m i s t Q K ⨯∆=/im ii S t Q ⨯∆≈αi αmit ∆)()(ln )()(2121i w i wi w i w mi t t t t t t t t t -----=∆ii i L d S π=)(12i i pi i i t t c W Q -=3600ii i V W ρ=c pi 和ρi 可根据定性温度t m 查得,为冷流体进出口平均温度。
t i1,t i2, t w ,V i 可采取一定的测量手段得到。
⒉ 对流传热系数准数关联式的实验确定流体在管内作强制湍流,被加热状态,准数关联式的形式为. (2-6)其中:,,物性数据λi 、c pi 、ρi 、μi 可根据定性温度t m 查得。
经过计算可知,对于管内被加热的空气,普兰特准数Pr i 变化不大,可以认为是常数,则关联式的形式简化为:(2-7)这样通过实验确定不同流量下的Re i 与,然后用线性回归方法确定A 和m 的值。
实验2-2、强化套管换热器传热系数、准数关联式及强化比的测定强化传热又被学术界称为第二代传热技术,它能减小初设计的传热面积,以减小换热器的体积和重量;提高现有换热器的换热能力;使换热器能在较低温差下工作;并且能够减少换热器的阻力以减少换热器的动力消耗,更有效地利用能源和资金。
强化传热的方法有多种,本实验装置是采用在换热器内管插入螺旋线圈的方法来强化传热的。
螺旋线圈的结构图如图2-1所示,螺旋线圈由直径3mm 以下的铜丝和钢丝按一定节距绕成。
将金属螺旋线圈插入并固定在管内,即可构成一种强化传热管。
在近壁区域,流体一面由于螺旋线圈的作用而发生旋转,一面还周期性地受到线圈的螺旋金属丝的扰动,因而可以使传热强化。
由于绕制线圈的金属丝直径很细,流体旋流强度也较弱,所以阻力较小,有利于节省能源。
螺旋线圈是以线圈节距H 与管内径d 的比值以及管壁粗糙度()为主要技术参数,且长径比是影响传热效果和阻力系数的重要因素。
科学家通过实验研究总结了形式为的经验公式,其中B 和m 的值因螺旋丝尺寸不同而不同。
在本实验中,采用实验2-1中的实验方法确定不同流量下的Re i 与,用线性回归方法可确定B 和m 的值。
单纯研究强化手段的强化效果(不考虑阻力的影响),可以用强化比的概念作为评判准则,它的形式是:,其中Nu 是强化管的努塞尔准数,Nu 0是普通管的努塞尔准数,221i i m t t t +=ni mi i A Nu Pr Re =iii i d Nu λα=iii i i d u μρ=Re iipi i c λμ=Pr 4.0Pr Re i mi i A Nu =iNu h d /2m B Nu Re =iNu 0Nu Nu 图2-1 螺旋线圈强化管内部结构显然,强化比>1,而且它的值越大,强化效果越好。
需要说明的是,如果评判强化方式的真正效果和经济效益,则必须考虑阻力因素,阻力系数随着换热系数的增加而增加,从而导致换热性能的降低和能耗的增加,只有强化比较高,且阻力系数较小的强化方式,才是最佳的强化方法。
实验2-3、热电偶线路的形式和特点理论上,由A 、B 两种不同金属丝直接接触组成的热电偶的热电势,是两个热电极的材料和冷热两端温度的函数,即:(2-8 )热电偶回路具有特有的基本定律。
根据这些基本定律,在使用中,又有第三导线、补偿导线等特殊用法。
本实验要求从具体的实验结果数据中总结正确的结论,验证其基本规律,并熟悉热电偶线路、第三导线及补偿导线正确的联接方法。
四、实验装置⒈ 实验流程图及基本结构参数:图2-2 空气-水蒸气传热综合实验装置流程图(第1~6套)1—普通套管换热器;2—内插有螺旋线圈的强化套管换热器;3—蒸汽发生器;4—旋涡气泵; 5—旁路调节阀;6—孔板流量计;7、8、9—空气支路控制阀;10、11—蒸汽支路控制阀; 12、13—蒸汽放空口;14—传热系数分布实验套盒(本实验不使用);15—紫铜管;16—加水口;Nu Nu ()()T t B A f T t E AB ,,,,00=202117—放水口;18—液位计;19—热点偶温度测量实验测试点接口;20—普通管测压口;21—强化管测压口1920图2-3 空气-水蒸气传热综合实验装置流程图(第7、8套)1、普通套管换热器;2、内插有螺旋线圈的强化套管换热器;3、蒸汽发生器;4、旋涡气泵;5、旁路调节阀;6、孔板流量计;8、9空气支路控制阀;10、11、蒸汽支路控制阀;12、13、蒸汽放空口;14、蒸汽上升主管路;15、加水口;16、放水口;17、液位计;18、冷凝液回流口;19—普通管测压口;20—强化管测压口如图2-2及2-3所示,实验装置的主体是两根平行的套管换热器,内管为紫铜材质,外管为不锈钢管,两端用不锈钢法兰固定。
实验的蒸汽发生釜为电加热釜,内有2根2.5kW 螺旋形电加热器,用200伏电压加热(可由固态调压器调节)。
气源选择XGB-2型旋涡气泵,使用旁路调节阀调节流量。
蒸汽空气上升管路,使用三通和球阀分别控制气体进入两个套管换热器。
空气由旋涡气泵吹出,由旁路调节阀调节,经孔板流量计,由支路控制阀选择不同的支路进入换热器。
管程蒸汽由加热釜发生后自然上升,经支路控制阀选择逆流进入换热器壳程,由另一端蒸汽出口自然喷出,达到逆流换热的效果。
空气经支路控制阀7后,进入蒸汽发生器上升主管路上的热电偶和传热系数分布实验管,可完成热电偶原理实验。
装置结构参数表2-1所示。
⒉ 实验的测量手段 ⑴ 空气流量的测量空气主管路由孔板与差压变送器和二次仪表组成空气流量计,孔板流量计为标准设计,其流量计算式为:表2-1 实验装置结构参数第①~④、⑥套实验装置:(2-9)第⑤套实验装置:(2-10)第⑦、⑧套实验装置:(2-11)式中:—孔板流量计两端压差,KPa ;R —孔板流量计两端压差,mH 2O 柱;t 0—流量计处温度(本实验装置为空气入口温度),℃; ρ0—t 0时的空气密度,kg/m 3。
由于被测管段内温度的变化,还需对体积流量进行进一步的校正:(2-12)⑵ 温度的测量实验采用铜-康铜热电偶测温,温度与热电势的关系为:T(℃)=8.5009+21.25678×E(mv) (2-13)064.21tt PV ρ∆⨯=0042.21tt RV ρ⨯=0080.23tt PV ρ∆=P ∆02732730t t V V mt i ++⨯=图2-4 传热实验中冷流体进出口温度及壁温的测量线路图⒊ 热电偶线路温度测量实验面板图观察热电偶线路的联接特点,注意毫伏电压表的铜导线、第三导线和补偿导线的联接位置以及毫伏电压表的安装位置各不相同,且各具特点。
见图2-5。
图2-5热电偶线路基本结构图五、注意事项⒈ 由于采用热电偶测温,所以实验前要检查冰桶中是否有冰水混合物共存。
检查热电偶的冷端,是否全部浸没在冰水混合物中。
⒉ 检查蒸汽加热釜中的水位是否在正常范围内。
特别是每个实验结束后,进行下一实验之前,如果发现水位过低,应及时补给水量。
⒊ 必须保证蒸汽上升管线的畅通。
即在给蒸汽加热釜电压之前,两蒸汽支路控制阀(见图2-2及2-3所示)之一必须全开。
在转换支路时,应先开启需要的支路阀,再关闭另一侧,t=0℃环境t=T 较高环境aabb且开启和关闭控制阀必须缓慢,防止管线截断或蒸汽压力过大突然喷出。
⒋必须保证空气管线的畅通。
即在接通风机电源之前,三个空气支路控制阀之一和旁路调节阀(见图2-2及2-3所示)必须全开。
在转换支路时,应先关闭风机电源,然后开启和关闭控制阀。
⒌调节流量后,应至少稳定5~10分钟后读取实验数据。
⒍实验中保持上升蒸汽量的稳定,不应改变加热电压,且保证蒸汽放空口一直有蒸汽放出。
六、报告内容⒈实验2-1的原始数据表、数据结果表(换热量、传热系数、各准数以及重要的中间计算结果)、准数关联式的回归过程、结果与具体的回归方差分析,并以其中一组数据的计算举例。
⒉实验2-2的原始数据表、数据整理表(换热量、传热系数、各准数、Nu0和强化比,还包括重要的中间计算结果)、准数关联式的回归结果。
⒊在同一双对数坐标系中绘制实验2-1、实验2-2的Nu~Re的关系图。
⒋在同一坐标系中绘制实验2-1、实验2-2的△P~Nu的关系图。
⒌对实验结果进行分析与讨论。
⒍对实验2-3的数据表,进行比较与讨论:⑴1~7号线路的结构特点和实验结果;⑵4、5号线路的结构特点和实验结果;⑶8号线路的结构特点和实验结果。