热的传递实验

热的传递的实验报告热质过程实验报告直接蒸发冷却空调机传热传质过程摘要蒸发冷却技术的广泛应用对节能减排有重大意义，其传热传质过程的性能优化准则是改善蒸发冷却性能的理论基础。

直接蒸发冷却空调机因其节能和环保的优点而在干燥和半干燥地区的推广使用越来越受到重视，但针对其内部工作过程的理论计算方法至今尚未完善。

在通过对直接蒸发冷却空调机与冷却塔传热、传质过程进行类比分析,得到直接蒸发冷却空调机的热工计算方法。

关键词直接蒸发冷却传热传质工作原理传热学就是研究由温差引起的热量传递规律的科学,混合物的组分在浓度梯度的作用下由高浓度向低浓度的方向转移的过程叫做传质。

而传质与传热学则是研究传热的基本理论以及传质基本过程。

直接蒸发冷却是当水和空气直接接触时,利用水和空气之间的水蒸气分压力差,水蒸发使空气失去显热降温而同时得到潜热加湿。

在使用循环水时,空气的状态变化过程近似为一等焓过程见图1。

直接蒸发冷却空调机的冷却效率定义为:η=(t1-t2)/(t1-tw)式中t1———空调机进口空气干球温度,℃t2———空调机出口空气干球温度,℃tw———进、出口空气湿球温度,℃直接蒸发冷却空调机是一种新颖的空调设备，因其具有节能、环保、送风品质高等优点，在干燥和半干燥地区的推广使用越来越受到重视。

其工作原理如图2所示,设备下部设有集水箱，循环水经过水泵及流量调节阀送至填料顶部,将水均匀淋在填料层上，然后淋水依靠重力下流，润湿整个填料表面,空气通过淋水填料层时，与填料层表面水膜进行热湿交换，空气传递显热给水,干球温度降低，而水分蒸发成水蒸气进入空气中，空气的含湿量增加，潜热增加。

冷却后的空气用于空调。

可以看出，直接蒸发冷却空调机是利用水的蒸发吸热来冷却空气，冷却后的空气送入空调房间，而水只在空调机内部循环使用。

为扩大水与空气的接触面积，在冷却塔和空调机内部均装有吸湿性较好的填料，其综合性能直接影响到设备的冷却性能。

影响直接蒸发冷却空调机热湿交换性能的各因素的分析由式(21)可知,影响直接蒸发冷却空调机热湿交换性能的因素有迎面风速v、空气与湿膜表面间的换热系数α、填料厚度δ、填料的面积系数ζ等。

实验记录
热的传递实验记录一
加热的物体
试管里的水
加热的位置
底端
中间
感温粉末颜色
感温粉末运动
研讨
试管中的水是如何传热的？
推测热在水中的传递路径,并用示意 图或文字记录。用箭头表示出来。
探索二 加热烧杯里的水发生的热对流现象
实验器材
湿抹布
滴管
火柴
红墨水
酒精灯
三脚架、石棉网
废液缸
凉水、烧杯
实验步骤
安装酒精灯、大烧杯、石棉网、三脚架组 成的加热装置。 在大烧杯中加入三分之一的水，用滴管吸取红 墨水，小心伸入试管水下加热的地方，挤2滴 红墨水。 用酒精灯的外焰隔着石棉网给烧杯底部加热， 观察试管中水的流动及颜色变化。
完成活动任务卡并整理材料。
实验记录
热的传递实验记录二
加热的物体
烧杯里的水
加热的位置
底部中间
红墨水的运动
研讨
热是怎样传递到这杯水的各个部分的？
冷水向下方流动
冷水受热向上方流动
拓展
热在空气中是怎样传递的？
把我们的推测在图中用文
字和箭头表示出来。
热
冷、热空气的相对流动
冷
使整个屋子暖和起来
取暖器
热在空气中的传递是通过冷、热空气的对流来实现的。
往水里加红墨 水或感温粉末
实验步骤
1 安装酒精灯、试管、铁架台组成的加热装置。
在试管中加入约三分之一的水，在水中加入
2 感温粉末，搅拌均匀。
调整试管至合适高度，用酒精灯的外焰给
3 试管底部加热，观察试管中水的流动及颜
色变化。
试管内加水不多于三分之一。 撤走和移入酒精灯时注意安全。 规范佩戴护目镜，以防烫伤。

√ 1、额头电熨斗熨衣服利用的是热传导。（ ） √ 2、用冰袋冷敷时，人体的热量传递给冰袋。（ ）
课堂练习
三、选择题 热在金属片上的传递方向是（ C ）。
A.一个方向 B.三个方向 C.各个方向
课堂小结
通过本课的学习你有哪些收获？
板书设计
本课思维导图
由高温向低温 有温
传递
度差
相互接触或在同一物 体的不同部位
冷敷或热敷
吹头发
3、冷敷或热敷：冷敷是皮肤的热传递给布包里的冰块，皮肤的温度降低，达到减慢
血液循环的目的；热敷是布包时的热传递给皮肤，皮肤温度变高，以加快血液循环。
4、吹头发：电吹风产生的热传递给头发，头发温度升高；另外电吹风吹出气体，加
速空气流动。这两个因素的共同作用使头发上的水快速蒸发变干。
新知讲解 活动 四 生活中常见的热传导事例 生活中有许多热传导的事例，利用高温物体传热给低温物体的原理，为我们的生
冷热水温 度变化
冷热水温度逐渐相同
热传导
生活 事例
烙饼 量体温 冷敷或热敷 吹头发 电烙铁作画 ……
操作提示 1、注意酒精灯的使用安全， 不要用嘴吹灭酒精灯。 2、实验过程中不要触摸金属 片，以免被烫作。
新知讲解 活动 二 研究热在金属中的传递方向
1、金属中的热传递。 实验现象：（1）加热金属片一端，凡士林从加热一端向另一端熔化。 （2）加热金属片中心，凡士林从中心点向四周扩散熔化。 实验分析：（1）从一端加热第一块金属片，加热端温度高，另一端温度低，热由 温度高的一端开始向温度低的一端传递。 （2）从中心加热另一块金属片，中心温度高，四周温度低，热由温度高的中心点 向温度低的四周传递。 实验结论：无论是加热金属片的中心还是边缘，金属片都会变热，说明是可以传递 的，而且是从温度高的地方传到温度低的地主。传递方向是四面八方。

五、实验器材 三角架、大小不同的铁丝（金属 丝）、酒精灯、蜡烛、火柴、刀。
六、实验原理及装置说明
1、实验原理：热通过铁丝传递到套蜡
环的地方，蜡环受热会融化，先后掉下来， 由此实验知道热总是从较热的一端传向较冷 的一端。
2、实验装置及说明（1）改进前（源自）改进后 一端加热中间加热
七、实验过程
八、实验效果
用蜡环代替火柴、三角架代替铁架台， 操作简单、方便、成功率高。实验结果一目 了然。
九、自我评价
选择合适的实验材料，改进、创新实验仪 器，优化实验教学设计能提高小学科学实验教 学的有效性。充分地组织利用好手中的实验材 料能帮助学生轻松、有效地完成科学实验。在 这个改进的实验中，我仅仅只是把火柴换成了 蜡环、铁架台换成三角架，实验就不仅由复杂 变成简单，而且很好地解决了以前用蜡粘火柴 棒容易掉、铁丝缠绕的松紧及高度调节、铁丝 粗细的换取、火柴棒的间隔、用时过长等影响 实验效果和时间等许多问题。
二、设计思路
针对教材中热在铁丝中的传递实验原型所 存在的问题，选取合适的材料，改进实验，解 决问题。
三、实验原型及不足之处
1、实验原型：在一段铁丝上每隔一定 距离用蜡粘上一根火柴，将铁丝固定在铁 架台上，火柴都向下悬挂，用酒精灯给铁 丝的一端加热。观察哪端的火柴先掉下来。
2、不足之处：
（1）由于蜡融化后的凝固速度快，且粘性不 强，所以要用蜡烛把火柴粘在铁丝上，难度很大。 （2）演示实验时，出现了离酒精灯较远的火 柴先掉下来的情况。 （3）课文中的铁架台，铁丝太粗比较难缠绕， 太细则热传递太慢，且铁丝的缠绕高度难控制， 不好调节。 （4）火柴之间的间隔太远，热传递慢，用时 太长。
教科版小学科学五年级下册
（热在铁丝中的传递实验改进）