强迫对流单管管外放热系数测定实验报告

强制对流下空气传热膜系数的测定一、实验目的1、掌握空气在强制对流条件下，传热膜系数的测定。

2、比较圆形光滑管和螺纹管强化传热效率二、实验任务无三、实验原理流体在圆形直管中强制对流时的给热系数（亦称对流传热膜系数）的关联式为（1）对空气而言，在较大的温度和压力范围内Pr准数实际上保持不变，取Pr=0.7。

因流体被加热，故取b＝0.4，Pr b为一常数，则上式可简化为：（）（2）将上式两边取对数得：(3)上式中～作图为一直线。

实验中改变空气的流速以改变值，同时根据牛顿冷却定律求出不同流速下的给热系数a ，得出数Nu和数Re之间的函数关系，由式（3）确定出式中的系数A与指数a。

在套管换热器中传热达稳定后，根据牛顿冷却定律和热衡算式有如下的关系：（4）式中：Q：传热速率, W；V：空气的体积流量, m3/s；r ：空气的密度, kg/m3；：空气的平均比热, J/kg× ℃；t1：空气的进口温度, ℃；t2：空气的出口温度, ℃；a ：空气在管内的给热系数, W/m2× ℃；A：传热面积，以管内表面计, m2；Δt m：内管管壁与空气温差的对数平均值（5）式中T为内管管壁的温度, ℃。

传热面积A已知，V、T、t1、t2均可测得，由（4-20）求出a ，即可算出Nu准数。

四、实验装置介绍本实验设备由两组黄铜管（其中一组为光滑管，另一组为波纹管）组成平行的两组套管换热器，黄铜管内由鼓风机送人气体，钢管作外套管，饱和蒸汽由阀门11通人套管换热器的夹套内，其冷凝放出热量通过黄铜管壁被传递到管内流动的空气。

蒸汽放出热量后冷凝成水，冷凝水由下侧疏水器13排出。

饱和蒸汽由配套的电加热蒸汽发生器产生。

饱和蒸汽温度、壁温以及空气的进出口温度由热电偶7送到电位差计15测量，冰瓶16维持热电偶的冷端温度为0℃。

压强及压差分别由压差计10测取。

空气的流量由阀门3调节。

该实验流程图如图所示。

五、实验操作演示略六、实验分析思考1、热电偶的冷端温度对本实验有何影响？若冷端温度不为0摄氏度，能否测试？为什么？2、在蒸汽冷凝时，若存在不凝性气体，你认为将会有什么影响？应该采取什么措施？3、本实验中所测定的壁面温度是靠近蒸汽侧的温度，还是接近空气侧的温度？为什么？4、在实验中有哪些因素影响实验的稳定性？5、影响传热膜系数的因数有哪些？。

实验 自然对流横管管外传热系数测试一、实验目的和要求1.了解空气沿管表面自然对流传热的实验方法，巩固课堂上学习的知识；2.测定单管的自然对流传热传热系数h ；3.根据对自然对流传热的相似分析，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，所以对换热量为总热量与辐射热换热量之差，即：r c Φ+Φ=Φ)(f c t t hF -=Φω⎥⎦⎤⎢⎣⎡----=44)100(100()()(f f f T T t t Co t t A IV h ωωεωΦr ——辐射换热量Φc —对流换热量ε—试管表面黑度C o —黑体的辐射系数t ω—管壁平均温度t f —室内平均温度h —自由运动系数根据相似理论，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：)(r r u P G f N =可表示为nr r u P G c N )(=其中c 、n 是通过这个实验所确定的常数。

为了确定上述关系式的具体形式，根据所测定的数据计算结果求得准则数：λhdNu =33v d t g Gr v α∆=Pr 、αv 、λ、v 物性参数由定性温度从教科书中查出。

改边加热量，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，一条直线，使大多数点落在这条直线上或周围，根据：这条直线的斜率即为n,截距为c 。

Pr)lg(lg lg ⋅+=Gr n c Nu三、实验装置以及测量仪表实验装置有试验管（四种类型），测量仪表有电位差计、TDGC型接触式调压器、稳压器、电流表、电压表。

实验管上有热电偶嵌入管壁，可反应出管壁的热电势；电位差计用于测量室内和管壁的电热势；稳压管可稳定输入电压，使加热管的热量保持一定；电压、电流表测定电加热器的电压和电流。

如图7-1所示。

图7-1四、实验步骤1.按电路图接好电线，经指导老师检查后接通电源；2.调整稳压器，对试验管加热；3.稳定六小时后，开始测管壁温度，计下数据；4.间隔半小时再计一次，直到两组数据一致为止；5.选两组接近的数据取平均值，作为计算数据；6.计下半导体温度计指示的空气温度或用玻璃温度计；7.经过指导老师同意，将调压器调整回零位，切断电源。

强制对流传热实验指导书一、实验目的和要求本实验目的是加深对传热学教学课程内容的理解，使同学了解和掌握空气横掠单管时的平均表面传热系数变化规律。

通过实验使学生可得到如下方面的专业知识：1、了解实验装置，熟悉空气流速和管壁温度的测量方法，掌握测试仪器仪表的使用方法；2、通过对实验数据的综合整理，掌握强制对流换热实验的数据整理方法；3、了解空气横掠单管的换热规律。

二、基本原理热交换器中广泛使用各种管子作为传热元件，通常外侧为流体横向掠过单管强制对流换热。

因此，测定流体横向掠过管子时的平均表面传热系数是传热中的基础实验。

强制对流时的换热规律可用下列准则关系式来表示：(1)由于空气温度变化范围不大，上式中的数变化很小，可作为常数处理，故式(1)简化为(2)式中：。

其中：h——空气横掠单管时的平均表面传热系数，(W/m2 K)；V——空气来流速度 (m/s)；d——定型尺寸，这里取管子外径, (m)；λ——空气的导热系数，(W/m K)；ν——空气的运动粘度，(m2/s)；如需通过实验确定空气横掠单管时与的关系，就需要测定在不同流速V、不同管子直径时的平均表面传热系数的变化。

因此，本实验中要测量的基本参量为空气流速、空气温度、管子表面温度及计算管子表面散热量。

三、实验设备实验系统如下图所示。

实验装置由本体、被测实验件、供电电源、测量系统所组成。

风箱的作用是确保风道实验段中有均匀的气流速度。

被测实验件采用薄壁不锈钢圆管，安装于有机玻璃风道中。

供电电源采用低电压大电流可控硅直流电源，对被测实验件直接进行加热，实验时只要调整可控硅整流电源的输出功率，就可调节施加于被测实验件上的加热功率。

空气横掠被测实验件时，加入的热量通过对流换热的方式被空气带走。

试验时数应有较大范围的变化，以保证求得的空气横掠单管换热准则关系式的准确性。

数取决于管子所处空气流的速度及管子直径。

空气流速可以通过装在风机入口处的调风门来改变。

因此，试验可在不同的空气流速的条件下进行，然后将试验结果整理求得换热准则关系式的具体表达式。

对流传热系数实验报告对流传热系数实验报告引言：热传导是物体内部热量传递的主要方式之一，然而在许多实际应用中，对流传热也扮演着重要的角色。

对流传热是指通过流体的传热方式，其传热效果受到流体性质、流体流动速度、传热表面特征等因素的影响。

为了深入研究对流传热的规律，我们进行了一系列实验，并撰写了本报告。

实验目的：本次实验的目的是测量并分析不同条件下的对流传热系数，以验证对流传热的基本规律。

实验装置：我们使用了一个封闭的实验装置，其中包括一个加热器、一个冷却器和一个流体循环系统。

加热器通过电源提供热量，冷却器则通过水循环来散热。

流体循环系统由一台泵和一组管道组成，用于将流体从加热器输送至冷却器，形成对流传热的流动条件。

实验步骤：1. 将实验装置调整至稳定工作状态，并记录初始温度。

2. 开启加热器和冷却器，使流体开始循环。

3. 分别测量加热器和冷却器的出口温度，并记录下来。

4. 根据测得的温度数据计算对流传热系数，并进行分析。

实验结果：通过实验测量和计算，我们得到了不同条件下的对流传热系数数据。

在分析这些数据时，我们发现对流传热系数与流体流动速度呈正相关关系。

当流体流动速度增加时，对流传热系数也随之增加。

这是因为流体流动速度的增加会增大流体与传热表面的接触面积，从而促进热量的传递。

此外，我们还观察到对流传热系数与流体性质有关。

不同流体的传热性能不同，因此对流传热系数也会有所差异。

例如，水的对流传热系数通常比空气的对流传热系数大，这是因为水的热导率较大，能够更有效地传递热量。

讨论和结论：通过本次实验，我们验证了对流传热系数与流体流动速度和流体性质之间的关系。

对流传热系数的测量和分析对于工程领域中的热传递问题具有重要意义。

在实际应用中，我们可以通过调整流体流动速度和选择合适的传热介质来优化热传递效果。

然而，需要注意的是，本实验中的测量结果受到一些因素的影响，如实验装置的精度、环境温度等。

为了提高实验结果的准确性，我们可以进一步改进实验装置的设计，采用更精确的测量仪器，并进行多次重复实验来验证结果的可靠性。