传热仿真实习实验指导
传热虚拟仿真实验报告
传热虚拟仿真实验报告一、引言在研究传热过程中,传统的实验方法不仅耗时费力,而且难以准确控制实验参数。
然而,随着科技的发展,虚拟仿真技术的应用为传热实验带来了新的可能性。
本实验旨在通过虚拟仿真实验,模拟传热过程,并对实验结果进行分析和讨论,以便更好地理解传热现象。
二、实验设备和方法1. 实验设备本实验采用名为"热传导模拟"的虚拟仿真软件进行。
该软件提供了丰富的传热模型和实验参数可供选择和调整,可以模拟不同传热方式和材料的传热行为。
2. 实验方法首先,在软件中选择合适的传热模型和实验参数。
根据实验需求,可以选择传热方式(如对流、传导、辐射)和传热材料(如金属、液体、气体)进行仿真实验。
然后,通过调整实验参数,如温度、厚度、导热系数等,来模拟不同的传热场景。
最后,观察和记录实验结果,并进行数据分析和讨论。
三、实验结果及分析通过虚拟仿真实验,我们得到了传热过程的实验结果。
以下是对实验结果的分析和讨论:1. 传热方式对传热速率的影响我们选择了三种常见的传热方式进行比较,分别是对流、传导和辐射。
通过对比实验结果,我们可以发现不同传热方式在传热速率上的差异。
例如,在相同温度差和传热面积的情况下,对流传热的速率相对较大,而传导和辐射传热的速率较低。
2. 材料导热性能对传热速率的影响我们选择了几种常见的材料进行比较,如金属、木材、玻璃等。
通过对比实验结果,我们可以发现不同材料的导热性能对传热速率有着明显的影响。
例如,金属具有较高的导热系数,传热速率较快,而木材和玻璃等具有较低的导热系数,传热速率相对较慢。
3. 温度差对传热速率的影响我们通过调整实验参数中的温度差来模拟不同的传热条件。
通过对比实验结果,我们可以发现温度差的大小对传热速率有着重要的影响。
当温度差较大时,传热速率较快;而当温度差较小时,传热速率较慢。
四、实验结论通过对传热虚拟仿真实验的研究和分析,我们得出以下结论:1. 传热方式对传热速率有着明显的影响,对流传热速率相对较大,而传导和辐射传热速率较低。
传热实验实训实验实训报告-传热实验实训报告 .doc
传热实验实训实验实训报告-传热实验实训报告.doc在知识经济时代,社会需要的是大量既有知识,又有实践技能的高素质技能型人才,这便给高职教育提出了新的人才培养目标:以服务为宗旨,以就业为导向,走产学结合的道路,培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才。
教学实践告诉我们,传统的教育模式——先教后练存在诸多弊端,已不能满足当前的人才培养需要,进行教学模式的改革,达到较好的人才培养效果,是我们需要做的事,而理实一体化教学模式——边教边练,教中学,学中练,以其较好的教学效果,成了高职教育的选择。
一、理实一体化教学模式传统的教学模式在教学过程中往往分两步,首先是教室理论授课,然后是实训室或者实验室实践操作,也就是说对于技能掌握的两个步骤理论和实践是分别在不同的时间和空间内完成的,这样便造成了理论教学与实践教学的脱节,理论课纸上谈兵,实践课缺乏理论指导,导致的结果便是教师的工作量增加,而学生的掌握效果却不乐观。
理实一体化教学模式不是指理论与实践的简单组合,而是指在教学过程中,打破理论课、实验课、实训课的界限,将理论教学与实践教学有机地融合在一起,这种融合包括时间和空间的融合,知识与能力的融合。
理实一体化教学模式提倡理论和实践交替进行,“理中有实,实中有理”,注重专业理论知识教育的同时,更加注重对学生实际操作技能的训练,这也体现了高职教育的特色。
二、理实一体化教学模式的实践1.理实一体化教学模式的实践过程。
对于理实一体化教学模式的实践过程,我们以“供热通风与空调工程”专业的专业主干课程“暖通施工技术”中的一个项目“散热器的组对”为例说明。
传统的教学过程为:教师在教室讲授换热器组对的相关知识(包括安装前散热器片的质量检查;散热器片的除锈及刷油;散热器的组对;散热器试压等),而实训部分通常在理论课程结束以后的专门实训周来完成,理论与实训在不同的两个时间与两个地点完成,实训的滞后导致了学生练习效果的不理想。
传热仿真实验报告
传热仿真实验报告传热仿真实验报告引言:传热是热力学中的重要概念,它涉及到能量的传递和转化。
为了更好地理解传热过程,我们进行了传热仿真实验。
本报告将详细介绍实验的目的、方法、结果和讨论。
目的:本次实验的目的是通过仿真实验,研究和分析不同物体之间的传热过程,探究传热的规律和机制。
方法:我们选择了两种不同材质的物体进行传热仿真实验,分别是金属板和塑料板。
实验使用了计算机辅助仿真软件,通过建立传热模型和设定初始条件,模拟了传热过程。
结果:通过仿真实验,我们得到了以下结果:1. 金属板传热过程:金属板在初始温度为100°C的情况下,与周围环境的温度为20°C进行传热。
经过一段时间的传热过程后,金属板的温度逐渐趋于稳定。
我们观察到,金属板的温度下降速度较快,传热效果较好。
2. 塑料板传热过程:塑料板在初始温度为100°C的情况下,与周围环境的温度为20°C进行传热。
与金属板相比,塑料板的温度下降速度较慢,传热效果较差。
这是由于塑料的导热性能较差,传热过程中能量的传递速度较慢所致。
讨论:通过对实验结果的观察和分析,我们可以得出以下结论:1. 材质对传热过程的影响:不同材质的物体在传热过程中表现出不同的特点。
金属具有良好的导热性能,能够快速传递热量,而塑料等非金属材质的导热性能较差,传热速度较慢。
2. 温度差对传热过程的影响:传热过程中,温度差是影响传热速度的重要因素。
温度差越大,传热速度越快。
因此,在实际应用中,可以通过增大温度差来提高传热效果。
3. 传热过程中的能量转化:传热过程中,能量会从高温区向低温区传递,实现能量的转化。
这种能量转化过程是自然界中普遍存在的现象,也是热力学基本原理之一。
结论:通过本次传热仿真实验,我们深入了解了传热过程的规律和机制。
不同材质的物体在传热过程中表现出不同的特点,温度差是影响传热速度的重要因素。
传热过程中的能量转化是热力学基本原理之一。
传热虚拟仿真实验报告
传热虚拟仿真实验报告引言:传热现象是自然界中广泛存在的一种物理现象,它在日常生活和工程领域中起到了至关重要的作用。
为了深入理解传热过程及其规律,本次实验采用虚拟仿真的方法,通过模拟传热过程,探究传热的特性和机制。
实验目的:1. 通过虚拟仿真,观察和分析不同传热方式下的温度分布。
2. 探究不同材料对传热过程的影响。
3. 研究传热速率与温度差、材料性质等因素的关系。
实验原理:传热方式包括传导、对流和辐射三种方式。
传导是指热量通过物质内部的颗粒间的碰撞和传递;对流是指热量通过流体的流动传递;辐射是指热量通过电磁波辐射传递。
在虚拟仿真实验中,我们可以调整传热介质的性质和参数,模拟不同的实际传热场景,以观察和分析传热现象。
实验步骤:1. 打开传热虚拟仿真软件,并选择适当的实验场景。
2. 设置传热介质的性质和参数,如温度、热导率、传热面积等。
3. 开始传热仿真,观察传热过程中的温度分布变化。
4. 记录实验数据,并进行相应的分析和讨论。
实验结果:通过多次传热仿真实验,我们得到了一系列的数据和观察结果。
在不同的传热场景下,温度分布呈现出不同的特点。
例如,在热传导实验中,我们发现温度随着时间的推移逐渐均匀分布。
而在自然对流实验中,由于流体的流动,温度在不同位置存在一定的差异。
实验讨论:通过对实验结果的分析,我们可以得出以下几点结论:1. 热传导是最常见的传热方式,热导率较大的材料传热速率较快。
2. 热对流可以有效增强传热效果,流体的流动能够加速热量的传递。
3. 辐射传热主要是通过电磁波辐射,与材料的热导率无关。
结论:本次传热虚拟仿真实验通过模拟传热过程,对传热的特性和机制进行了深入研究。
通过观察和分析不同传热方式下的温度分布,我们对传热现象有了更深入的认识。
同时,我们也认识到了不同材料对传热过程的影响以及传热速率与温度差、材料性质之间的关系。
虚拟仿真实验为我们提供了一种便捷且准确的研究手段,对进一步深入研究传热领域具有重要的意义。
传热学实验指导.
实验一 稳态平板法测定绝热材料导热系数一、实验目的1.巩固和深化稳定导热过程的基本理论,学习用平板法测定绝热材料导热系数的实验方法和技能;2.学会如何测定实验材料的导热系数;3.了解确定实验材料导热系数与温度的关系。
二、实验内容1.利用稳态平板法测定绝热材料导热系数;2.确定实验材料导热系数与温度的关系。
三、仪器设备稳态平板法测定绝热材料导热系数的实验装置如图1-1所示。
被实验材料做成二块方形薄壁平板试件,面积为300×300[mm 2],实际导热计算面积A 为200×200[mm 2],板的厚度为δ[mm]。
平板试件分别被夹紧在加热器的上下热面和上下水套的冷面之间。
加热器的上下面和水套与试件的接触面都设有铜板,以使温度均匀。
利用薄膜式加热片实现对上、下试件热面的加热,而上下导热面积水套的冷却面是通过循环冷却水(或通以自来水)来实现。
在中间200×200[mm 2]部位上安设的加热器为主加热器。
为了使主加热器的热量能够全部单向通过上下两个试件,并通过水套的冷水带走,在主加热器四周(即200×200[mm 2]之外的四侧)设有四个辅助加热器(1~4),利用专用的温度跟踪控制器使主加热器以外的四周保持与中间主加热器的温度相一致,以免热流量向傍侧散失。
主加热器的中心温度1t (或2t )和水套冷面的中心温度3t (或4t )用4个热电偶(埋没在铜板上)来测量;辅助加热器1和辅助加热器2的热面也分别设置两个辅热电偶5t 和6t (埋没在铜板的相应位置上),其中一个辅热电偶(5t )(或6t )接到温度跟踪控制器上,与主加热器中心接来的主热电偶2t (或1t )的温度讯号相比较,通过跟踪器使全部辅加热器都跟踪到与主加热器的温度相一致。
而在实验进行时,可以通过热电偶1t (或2t )和热电偶3t (或4t )测量出一个试件的两个表面的中心温度。
也可以再测量一个辅热电偶的温度,以便与主热电偶的温度相比较,从而了解主、辅加热器的控制和跟踪情况。
传热实训报告
传热实训报告传热是热力学中的一个重要概念,它描述了热量在物体之间的传递过程。
在实际应用中,我们经常需要了解物体之间的传热情况,以便进行相关工程设计和优化。
在本次实训中,我们通过一系列的实验来探究传热现象,并分析实验结果,从而加深对传热的理解。
实验一:热传导实验在这个实验中,我们利用热传导现象来研究物体之间的传热情况。
我们选取了两个具有不同热导率的材料,分别是铜和铝。
首先,我们测量了两个材料的初始温度,并将它们放置在相同的环境中。
然后,我们观察了一段时间后两个材料的温度变化情况。
实验结果显示,铜的温度变化比铝更为迅速。
这是因为铜具有较高的热导率,可以更快地将热量传递给周围环境。
与之相反,铝的热导率较低,热量传递速度较慢。
通过这个实验,我们可以看出材料的热导率对热量传递的影响。
实验二:对流传热实验在这个实验中,我们研究了对流传热现象。
我们选择了不同形状的容器,并在容器内加入热水。
然后,我们用温度计测量了不同位置的温度,并观察了一段时间后温度的变化情况。
实验结果显示,容器中较接近水面的位置的温度升高速度更快。
这是因为热水受热后,密度降低,会上浮形成对流现象。
热水上浮,冷水下沉,使得整个容器内的温度更加均匀。
通过这个实验,我们可以看出对流对热量传递的重要性。
实验三:辐射传热实验在这个实验中,我们研究了辐射传热现象。
我们用两个物体,一个为黑色,一个为白色,放置在相同的环境中。
然后,我们用红外线测温枪测量了两个物体的表面温度,并观察了一段时间后温度的变化情况。
实验结果显示,黑色物体的温度上升速度更快。
这是因为黑色物体吸收了更多的热辐射能,而白色物体则反射了大部分的热辐射能。
通过这个实验,我们可以看出物体的颜色对辐射传热的影响。
综上所述,通过这一系列的实验,我们对传热现象有了更深入的了解。
我们了解到材料的热导率、对流和辐射对传热的影响。
这些知识对于工程设计和优化非常重要。
在实际应用中,我们可以根据材料的特性选择合适的材料,设计合理的流体系统,以实现最佳的传热效果。
传热实验指导
实验一 传热实验一、实验目的1、学习总传热系数及对流传热系数的测定方法;2、利用测定的对流传热系数,检验通用的给热准数关联式;3、应用传热学的概念和原理去分析强化传热过程等问题。
二、实验任务测定空气在圆形光滑直管中作湍流流动时对流传热准数关联式。
三、实验原理1、无相变时,流体在圆形直管中强制对流时的给热系数(亦称对流传热系数)的关联式为(1)λαd Nu =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,Prb 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 。
2、根据传热速率方程:m t KS Q ∆=当管壁很薄时,可近似当成平壁处理。
且由于管壁材料为黄铜,导热系数大,可以忽略管壁传导热阻。
又因为在该传热实验中,空气走内管,蒸气走外管。
o i 《αα因此, 对流传热系数i α≈K 。
im i S t Q ⨯∆=α (4)式中:i α—管内流体对流传热系数,W/(m 2·℃); Q —管内传热速率,W ; S i —管内换热面积,m 2;m t ∆—内壁面与流体间的温差,℃。
3、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: )(12t t Cp W Q m m -= (6) 其中质量流量由下式求得:3600m m m V W ρ=式中:Q :传热速率, W ; Vm :空气的体积流量, m3/s ;ρm :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, ℃; Δtm :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, ℃。
t 1,t 2 —空气的入口、出口温度,℃;管内换热面积: i i L d S π= (7) 式中:d i —内管管内径,m ;L i —传热管测量段的实际长度,m 。
传热学实习报告
一、实习目的通过本次传热学实习,我深入了解了传热学的基本原理和方法,掌握了传热学实验的基本技能,提高了自己的动手能力和实验操作能力。
同时,通过实际操作,我对传热学理论有了更深刻的认识,为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
二、实习内容1. 实验一:对流传热实验(1)实验目的掌握对流传热的实验方法,了解对流传热的基本规律。
(2)实验原理对流传热是指流体在流动过程中,由于流体与固体壁面之间的温度差,导致热量从高温区域传递到低温区域。
本实验采用水作为工作流体,通过测量流体在不同温度下的对流传热系数,来研究对流传热规律。
(3)实验步骤①搭建实验装置,包括水箱、管道、温度传感器等。
②设置实验参数,如水流量、温度差等。
③启动实验装置,记录温度传感器数据。
④计算对流传热系数。
(4)实验结果与分析通过实验,得到不同温度差下的对流传热系数,并与理论值进行比较。
分析实验结果,发现实验值与理论值基本吻合,验证了对流传热规律。
2. 热传导实验(1)实验目的掌握热传导实验方法,了解热传导的基本规律。
(2)实验原理热传导是指热量在固体、液体或气体中通过分子、原子的碰撞和振动传递的过程。
本实验采用铜棒作为热传导材料,通过测量铜棒两端的温度差,来研究热传导规律。
(3)实验步骤①搭建实验装置,包括加热器、温度传感器、数据采集器等。
②设置实验参数,如加热器功率、温度差等。
③启动实验装置,记录温度传感器数据。
④计算热传导系数。
(4)实验结果与分析通过实验,得到不同温度差下的热传导系数,并与理论值进行比较。
分析实验结果,发现实验值与理论值基本吻合,验证了热传导规律。
3. 热辐射实验(1)实验目的掌握热辐射实验方法,了解热辐射的基本规律。
(2)实验原理热辐射是指物体通过电磁波的形式将热量传递到另一物体的过程。
本实验采用黑体辐射计和红外热像仪,通过测量物体表面的温度分布,来研究热辐射规律。
(3)实验步骤①搭建实验装置,包括黑体辐射计、红外热像仪、加热器等。
传热虚拟仿真实验报告
传热虚拟仿真实验报告传热是热力学中一个重要的概念,用于描述热量在物体之间的传递过程。
在工程领域中,传热的研究对于优化设计和能源利用至关重要。
本实验使用虚拟仿真技术,通过模拟传热的实验过程,来探索不同材料和条件下的传热性能。
实验设计:我们设计了三个实验,分别研究了导热材料、辐射传热和对流传热。
实验一:导热材料实验为了研究导热材料的传热性能,我们选择了两种不同的材料:金属和绝缘材料。
通过在两个材料上施加不同的热源并测量温度变化,我们可以比较不同材料的导热效果。
实验结果显示,金属材料的传热速率更快,温度上升更快,而绝缘材料的传热速率较慢,温度上升较缓慢。
实验二:辐射传热实验辐射传热是通过空气中的辐射能量传递热量的过程。
我们使用两个不同的表面材料进行实验:黑色和白色。
首先,我们将两个材料放置在相同的环境温度下,记录它们的初始温度。
然后,我们使用一个热源照射在材料上,并观察温度的变化。
实验结果表明,黑色表面的温度上升较快,因为它能够更有效地吸收和辐射热能。
白色表面的温度上升较慢,因为它能够较少地吸收和辐射热能。
实验三:对流传热实验对流传热是通过流体的运动来传递热量的过程。
我们使用两个不同的容器进行实验:一个是封闭的容器,另一个是开放的容器。
在封闭容器中,我们注入了热水,并记录水的温度随时间的变化。
在开放容器中,我们同样注入了热水,并观察水的温度变化以及水面的蒸发情况。
实验结果显示,在开放容器中,水的温度上升速度更慢,因为水的蒸发散热使得温度上升减缓。
实验分析:通过以上实验,我们可以得出以下结论:1. 导热材料的传热速率较快,而绝缘材料的传热速率较慢。
这对于设计具有优良传热性能的材料至关重要。
2. 黑色表面能够更有效地吸收和辐射热能,而白色表面的吸热和辐射能力较弱。
3. 对流传热中,水的蒸发能够使温度上升速度减缓,这对于控制温度变化具有重要意义。
结论:通过虚拟仿真实验,我们对传热的不同方式有了更深入的理解。
传热实训实操作指导书
化工单元实训装置系列之传热单元操作实训装置实训操作指导书杭州言实科技有限公司2010.10目录一:前言 (3)二、实训目的 (4)三、实训原理 (4)(一)数据计算 (4)(二)绘制热性能曲线,并作比较 (5)四、传热单元操作实训装置介绍 (5)(一)装置介绍 (5)(二)换热器结构 (6)1、套管式换热器 (6)2、管壳式换热器(列管换热器) (6)3、板式换热器 (7)(三)工艺流程 (8)1、实训设备配置 (10)2、仪表及控制系统一览表 (12)3、能耗一览表 (13)五、实训步骤 (14)(一) 开机准备 (14)(二) 正常开机 (14)(三) 正常关机 (19)(四) 正常关机(按下表记录实验数据) (20)一:前言职业教育的根本是培养有较强实际动手能力和职业精神的技能型人才,而实训设备是培养这种能力的关键环节。
传统的实验设备更多是验证实验原理,缺乏对学生实际动手能力的培养,更无法实现生产现场的模拟,故障的发现,分析,处理能力等综合素质的培养。
为了实现职业技术人才的培养,必须建立现代化的实训基地,具有现代工厂情景的实训设备。
本传热实训装置把化工技术、自动化技术、网络通讯技术、数据处理等最新的成果揉合在了一起,实现了工厂模拟现场化、故障模拟、故障报警、网络采集、网络控制等培训任务。
按照“工学结合、校企合作”的人才培养模式,以典型的化工生产过程为载体,以液——液传质分离任务为导向,以岗位操作技能为目标,真正做到学中做、做中学,形成“教、学、做、训、考”一体化的教学模式。
以任务驱动、项目导向、学做合一的教学方法构建课程体系,开发设计传热操作技能训练装置。
本传热实训装置具有以下特点:课程体系模块化;实训内容任务化;技能操作岗位化;安全操作规范化;考核方案标准化;职业素养文明化。
二、实训目的1)了解换热器换热的原理、认识各种传热设备的结构和特点、了解流化床的工作流程;2)认识传热装置流程及各传感检测的位置、作用,各显示仪表的作用等;3)掌握传热设备的基本操作、调节方法、了解影响传热的主要影响因素;4)掌握换热系数k计算方法及意义;5)了解逆流、顺流对换热效果的影响;6)了解档流板的作用及强化传热的途径;7)学会做好开车前的准备工作;8)正常开车,按要求操作调节到指定数值;9)能正确使用设备、仪表,及时进行设备、仪器、仪表的维护与保养;10)能掌握现代信息技术管理能力,应用计算机对现场数据进行采集、监控;11)正确填写生产记录,及时分析各种数据;12)正常停车;13)了解掌握工业现场生产安全知识。
传热虚拟仿真实验报告
传热虚拟仿真实验报告传热是一个非常重要的物理学概念,它涉及到许多工程和科学领域,例如能源领域、建筑工程、医疗设备设计和高科技制造等等。
学习传热的理论和实践,不仅是物理学和工程学相关专业学生的必修课程,也是许多其他专业工科人员所需要掌握的知识。
传热是指热量从一个物体或系统流向另一个物体或系统的过程。
这个过程既发生在固体中,也发生在液体和气体中。
而这个过程的主导方程式通常被称为热传导方程式。
热传导方程式包含了多个物理因素,例如温度差异、热传导系数、物体形状和尺寸等。
为了理解和研究传热过程,传统的方法是通过实验进行观察和测量。
但是,由于真实实验涉及到许多复杂因素,并且需要很高的实验技能和成本,因此,近年来虚拟仿真技术越来越被广泛采用。
虚拟仿真实验是基于计算机模型和相关软件的模拟仿真技术。
通过虚拟仿真实验,可以模拟真实实验中的各种环境和条件,并且使学习者能够探索和实验各种物理场景,提高理解和解决问题的能力。
本次实验旨在通过虚拟仿真技术,探究传热过程,并提高学习者对传热方程式的理解和应用。
本文将介绍实验的过程、结果和分析,同时探讨虚拟仿真技术在传热学习中的应用。
实验过程首先,我们通过一个虚拟仿真软件(例如COMSOL Multiphysics和ANSYS Fluent等)建立传热过程的模型。
这个模型基于传热方程式和对物体和环境的初始条件进行建模。
例如,我们可以模拟一个热平衡过程,对一个热源和一个冷源之间的传热进行观察和测量。
然后,我们可以通过各种传感器测量实验中的各种物理量(例如温度、热流量、热容量等),并将其可视化和记录。
我们可以通过控制实验条件和环境,例如改变表面温度和材质,观察传热速率和其他参数的变化。
最后,我们可以将模拟结果与实验数据进行比较,并对仿真模型和实验进行分析和解释。
我们可以通过模型参数的调整来控制和优化传热过程,并应用模型结果解决实际问题。
实验结果和分析通过虚拟仿真实验,我们可以得到大量数据和结论。
传热虚拟仿真实验报告
传热虚拟仿真实验报告
实验目的:
通过传热虚拟仿真实验,研究热传导的基本原理,探究不同材料的热导率对传热过程的影响。
实验原理:
传热是物体内部或不同物体之间的热量传递过程。
热量可以通过传导、对流和辐射三种方式传递。
本实验主要研究热传导的过程。
传热虚拟仿真实验装置:
本次实验采用传热虚拟仿真实验装置,由电脑软件模拟实验过程。
该装置包括一个虚拟热源、一个虚拟试样和一个虚拟温度计。
通过调整虚拟热源的温度和虚拟试样的材料,可以模拟不同条件下的传热实验。
实验步骤:
1. 打开传热虚拟仿真实验软件,并确保装置连接稳定。
2. 设置虚拟试样的材料和尺寸,以及虚拟热源的温度。
3. 开始实验,并记录虚拟温度计上的温度变化。
4. 根据实验数据,绘制温度与时间的变化曲线。
5. 对不同材料进行对比分析,研究热传导特性。
实验结果和分析:
根据实验数据,我们可以得出以下结论:
1. 温度变化曲线表明不同材料的热传导速度不同,热导率高的材料
传热速度较快。
2. 同一材料,在温度差相同的情况下,随着时间的增加,温度差逐
渐减小,传热速度逐渐降低。
3. 热导率较高的金属材料传热速度较快,而热导率较低的绝缘材料
传热速度较慢。
实验结论:
本次传热虚拟仿真实验结果表明,热传导的速率与材料的热导率密
切相关。
热导率高的材料传热速度较快,而热导率低的材料传热速度
较慢。
了解和研究材料的热传导特性,对应用领域的热管理非常重要。
传热、传质综合实验指导书
1. 裸管和绝热管传热实验一、实验目的蒸汽管道置于空间时,管表面由于自然对流和热辐射向周围空间散发出热量。
这种传热现象造成蒸汽输送管道的热损失,反之,在日常生活中的暖气设备却利用这种传热过程进行室内取暖。
前者为了减少热损失,应尽量抑制传热过程;后者却需设法强化这种热量传递过程。
研究蒸汽管道向周围无限空间的热量传递过程,有着很大的实际意义。
无论在理论上或实验上,许多学者都进行过大量的研究。
但是,对这种传热过程规律性的认识,主要还是依靠实验研究。
为了抑制蒸汽管道的热损失,需研究各种绝热保温的方法和绝热性能良好的保温材料,这种研究也是基于实验观察和测量。
本实验采用一组垂直安装的蒸汽管,其中有裸蒸汽管、固体材料保温的蒸汽管和空气或真空夹层保温的蒸汽管,实验测定这三种蒸汽管的热损失速度、裸蒸汽管向周围无限空间的给热系数、固体保温材料的导热系数和空气(或真空)夹层保温管的等效导热系数。
通过实验加深对传热过程基本原理的理解,进而掌握解决机理复杂的传热过程的实验研究和数据处理方法。
二、实验原理1.裸蒸汽管如图1所示,当蒸汽管外壁温度T w 高于周围空间温度T a 时,管外壁将以对流和辐射两种方式向周围空间传递热量。
在周围空间无强制对流的状况下,当传热过程达到定常状态时,管外壁以对流方式给出热量的速率为Q c = αc A w (T w -T a ) (1) 式中:A w — 裸蒸汽管外壁总给热面积,m 2;αc - 管外壁向周围无限空间自然对流时的给热系数,W · m – 2 · K – 1。
管外壁以辐射方式给出热量的速率为 ])100()100[(4a 4w w R T T A C Q -=ϕ (2)式中:C - 总辐射系数; φ - 角系数。
若将(2)式表达为与(1)式类同的形式,则(2)式可改写为Q R = αR A w (T w -T a ) (3)图1 裸蒸汽管外壁向空间给热的温度分布对比(2)(3)两式可得aw 4a4wR ])100()100[(T T T T C --=ϕα (4)式中αR 称为管外壁向周围无向空间辐射的给热系数,W · m – 2· K – 1。
传热实训装置操作指导书
传热实训装置操作指导书1. 流程简介(附传热工艺流程示意图)分别从冷风机和热风机来的冷、热空气在列管式换热器、板式换热器内进行换热,调节合适冷、热风流量、温度,控制各换热器出口冷风温度稳定,冷空气吸热后放空,热空气放热后放空。
从冷风机来冷风和蒸汽发生器来蒸汽在套管式换热器内进行换热,调节合适冷风流量、温度和蒸汽流量、压力,控制套管换热器出口冷风温度稳定,冷空气吸热后放空,蒸汽放热后成冷凝水排放。
传热工艺流程示意图2. 基本原理在工业生产过程中,大量情况下,冷、热流体系通过固体壁面(传热元件)进行热量交换,称为间壁式换热。
如图1所示,间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热,固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。
TT W t Wt图1间壁式传热过程示意图达到传热稳定时有,()()m p p t KA t t c m T T c m Q ∆=-=-=12222111 (1)式中:Q ——传热量,J/s ;1m ——热流体的质量流率,kg/s ;1p c ——热流体的比热,J/(kg∙℃);1T ——热流体的进口温度,℃; 2T ——热流体的出口温度,℃; 2m ——冷流体的质量流率,kg/s ;2p c ——冷流体的比热,J/(kg∙℃);1t ——冷流体的进口温度,℃; 2t ——冷流体的出口温度,℃;A ——对流传热面积,2m ;K ——以传热面积A 为基准的总给热系数,()℃m W ⋅2/;m t ∆——冷热流体的对数平均温差,℃;热、冷流体间的对数平均温差可由式(2)计算,()()12211221m t T t T ln t T t T t -----=∆ (2)由式(1)得,()mp t A t t c m K ∆-=1222 (3)实验测定2m 、2121T T t t 、、、、并查取()2121t t t +=平均下冷流体对应的2p c 、换热面积A ,即可由上式计算得总给热系数K 。
哈工大-传热学虚拟仿真实验报告
Harbin Institute of Technology传热学虚拟仿真实验报告院系:能源科学与工程学院班级:设计者:学号:指导教师:董士奎设计时间:2016.11.7传热学虚拟仿真实验报告1 应用背景数值热分析在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、以及日用家电等各个领域都有广泛的应用。
2 二维导热温度场的数值模拟2.1 二维稳态导热实例假设一用砖砌成的长方形截面的冷空气通道,其截面如图2.1所示,假设在垂直于纸面方向上冷空气及砖墙的温度变化很小,可以近似地予以忽略。
图2.1一用砖砌成的长方形截面的冷空气通道截面2.2二维数值模拟基于模型的对称性,简化为如图所示的四分之一模型。
图2.2二维数值模拟2.3 建立离散方程此时对于内部节点,如图2.3:0,1,,1,,,1,,1=∆∆-+∆∆-+∆∆-+∆∆--++-x yt t x yt t y xt t y xt t jt j i jt j i jt j i jt j i λλλλ对于平直边界上的节点,如图2.4:222,,1,,1,,,1=∆+Φ∆∆+∆∆-+∆∆-+∆∆-•-+-w j i j t j i j t j i jt j i yq y x x y t t x y t t y xt t λλλ对于外部和内部角点,如图2.5:2432202422,,,1,1,,1,,,1,,1,,,1=∆+∆+Φ∆∆+∆∆-+∆∆-+∆∆-+∆∆-=∆+∆+Φ∆∆+∆∆-+∆∆-•+-+-•--w n m n m n m n m n m n m n m n m n m w n m n m n m n m n m q y x y x y x t t x y t t x y t t y x t t q yx y x x y t t y x t t λλλλλλ图2.3 内部节点 图2.4 平直边界上的节点 图2.5 内部角点和外部角点 对于对称边界(绝热边界),如图2.6:,1,,1,,,1,,1=∆∆-+∆∆-+∆∆-+∆∆--++-x yt t x yt t y xt t y xt t jt j i jt j i jt j i jt j i λλλλ图2.6 对称边界(绝热边界) 图2.7 建立离散方程 此时显示格式、隐式格式依次为,如图2.7:2.4 C++程序2.4.1 程序流程图如下图2.8所示图2.8 程序流程图2.4.2 程序各变量含义如下图2.9所示n_L1, n_L2, n_L3, n_L4, n_thick1, n_thick2分别为对应边的网格数。
传热学试验指导书
3.稳态双平板法测量非金属的导热系数一、实验目的1.巩固导热理论知识,了解建立较严格的一维稳态导热的实际方法。
2.用稳态双平板法测定非金属材料的导热系数,确定导热系数与温度之间的关系:0(1)btλλ=+或A Btλ=+。
3.学习实际问题的实验研究方法和有关测试技术。
二、实验装置本实验装置主要包括实验本体、电源、恒温水浴和测试系统。
图3.1 实验装置原理示意图实验本体为对称的双平板结构,本体中央为圆形主加热器及其周围的环形辅助加热器,由电阻带均匀绕成的薄片型电热器。
主、辅加热器共平面,之间有一个小的环形隔缝。
在主、辅加热器两侧,各放置由导热系数较大的黄铜做成的方形主均热板和方形辅助均热板,主、辅均热板同厚度共平面,二者之间有5mm的方形隔缝。
两块边长等于辅助均热板边长的等厚度的同种试件分别置于两侧的均热板上。
并在每块试材另一面各安置一个方形冷却器,最后用机械方法从两个方向将它们压紧以减小存在于各交界面上的接触热阻。
冷却器内有盘旋形小槽,恒温水在其中沿槽盘旋流动,使试件的冷却面温度均匀一致。
超级恒温水浴向两个冷却器并联供给恒温水,使得两块试材的冷却面等温。
由双路直流稳压器分别对主、辅加热器单独供电。
在实验时,对于已设定的主加热器功率,可以调节辅助加热器的功率,使得在热稳定时主、辅均热板间的隔缝在径向上无温差,这意味着它们之间无热量传递,主均热板表面是等温面,以主加热器功率的一半对试件的中央部分供应一维导热热流。
这样就达到了实验原理的要求。
必须特别指出,试件的厚度不宜过大,否则,由于试件侧向散热及其径向温度梯度引起的径向导热,使得主均热板和冷却器间的试件内各等温面不再是互相平行的平面,不能满足一维导热实验原理的要求。
为了减少实验本体的侧面散热,其周围被良好保温。
在主、辅均热板面和冷却器冷却面内共埋设8对镍铬—镍硅热电偶。
通过多点切换开关由电位差计测量各热电偶的输出热电势,查表确定各点温度。
三、实验原理双平板法是以无限大平板的导热规律为基础。
传热仿真实习实验指导
基本原理:对流传热的核心问题是求算传热膜系数α,当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为:(4-1)对于强制湍流而言,Gr准数可以忽略,故(4-2)本实验中,可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数m、n和系数A。
用图解法对多变量方程进行关联时,要对不同变量Re和Pr分别回归。
本实验可简化上式,即取n=0.4(流体被加热)。
这样,上式即变为单变量方程,再两边取对数,即得到直线方程:(4-3)在双对数坐标中作图,找出直线斜率,即为方程的指数m。
在直线上任取一点的函数值代入方程中,则可得到系数A,即:(4-4)用图解法,根据实验点确定直线位置有一定的人为性。
而用最小二乘法回归,可以得到最佳关联结果。
应用微机,对多变量方程进行一次回归,就能同时得到A、m、n。
对于方程的关联,首先要有Nu、Re、Pr的数据组。
其准数定义式分别为:实验中改变冷却水的流量以改变Re准数的值。
根据定性温度(冷空气进、出口温度的算术平均值)计算对应的Pr准数值。
同时,由牛顿冷却定律,求出不同流速下的传热膜系数α值。
进而算得Nu准数值。
牛顿冷却定律:(4-5)式中:α—传热膜系数,[W/m2·℃];Q—传热量,[W];A—总传热面积,[m2];△t m—管壁温度与管内流体温度的对数平均温差,[℃]。
传热量Q可由下式求得:(4-6)式中:W—质量流量,[kg/h];Cp—流体定压比热,[J/kg·℃];t1、t2—流体进、出口温度,[℃];ρ—定性温度下流体密度,[kg/m3];V—流体体积流量,[m3/s]。
设备参数:孔板流量计:流量计算关联式:V=4.49*R0.5O),V——空气流量 (m3 /h)式中:R——孔板压差(mmH2换热套管:套管外管为玻璃管,内管为黄铜管。
套管有效长度:1.25m,内管内径:0.022m计算方法、原理、公式:对流传热的核心问题是求算传热膜系数α,当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为:(4-1)对于强制湍流而言,Gr准数可以忽略,故(4-2)本实验中,可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数m、n和系数A。
稳态传热仿真实验报告
稳态传热仿真实验报告
本实验旨在通过稳态传热仿真来研究热量在不同材料中的传导。
在实验中我们选择了三种不同的材料:铜、铝和钢,并通过对其进行传热仿真来比较它们的热传导特性。
实验过程中,我们首先准备了三种不同材料的试样,并确保其表面光洁平整。
然后,我们将试样放置在一个稳定的环境中,其中一侧与高温热源接触,另一侧与低温环境接触。
接下来,我们使用有限元软件(如ANSYS等)对试样进行稳态传热仿真。
在仿真过程中,我们根据试样的物理特性和边界条件输入相关参数。
然后,仿真软件根据传热方程和材料性质进行计算,并给出稳态下的温度分布。
通过可视化软件,我们能够清楚地观察到热量在试样中的传导路径和分布情况。
实验结果显示,铜材料在传热方面表现最优,其传导热量较高,温度分布均匀。
而铝材料传热性能较差,温度分布不均匀。
钢材料在这方面介于两者之间。
这些结果与我们对材料的物理特性的基本了解吻合,即不同材料的导热系数不同,从而影响了传热性能。
通过本次实验,我们深入了解了稳态传热的原理和仿真方法,并得出了不同材料传热特性的比较结果。
这对于我们选择合适的材料应用于不同传热场景具有重要的参考价值。
此外,本实验也展示了仿真方法在研究和优化传热过程中的广泛应用前景。
传热的实训报告
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。
传热实训报告步骤
一、引言传热是工程领域中的重要基础学科,涉及到能源利用、热工设备设计等多个方面。
本次实训旨在通过实验操作,加深对传热原理的理解,提高实际操作技能,并对传热工程的实际应用有所认识。
以下是对本次传热实训的步骤总结。
二、实训目的1. 理解并掌握传热的基本原理和传热方程;2. 熟悉传热实验设备,提高实验操作技能;3. 分析传热过程中的影响因素,提高解决问题的能力;4. 了解传热工程在实际中的应用。
三、实训内容1. 传热基本原理与传热方程的讲解;2. 传热实验设备介绍及操作;3. 传热实验操作与数据记录;4. 传热实验结果分析;5. 传热工程应用实例分析。
四、实训步骤1. 实验前准备(1)了解传热基本原理与传热方程;(2)熟悉实验设备,包括传热实验装置、仪器、仪表等;(3)预习实验指导书,了解实验目的、原理、步骤及注意事项。
2. 实验操作(1)组装实验装置,确保连接牢固;(2)开启实验设备,调整实验参数;(3)观察实验现象,记录数据;(4)重复实验,确保数据的准确性。
3. 数据记录与分析(1)记录实验数据,包括温度、压力、流量等;(2)分析实验数据,判断实验结果是否符合理论预期;(3)根据实验数据,分析传热过程中的影响因素。
4. 实验结果处理(1)整理实验数据,进行统计分析;(2)绘制实验曲线,分析实验结果;(3)撰写实验报告,总结实验结果。
5. 传热工程应用实例分析(1)收集传热工程应用实例资料;(2)分析实例中的传热过程,总结经验教训;(3)结合实训内容,提出改进建议。
五、实训总结1. 总结实训过程中的收获,包括理论知识、实验技能、问题解决能力等方面;2. 分析实训过程中的不足,如实验数据误差、操作失误等;3. 提出改进措施,为今后的传热实验提供参考;4. 对传热工程的实际应用有所认识,为今后从事相关工作奠定基础。
六、实训报告撰写1. 撰写实训报告,包括实验目的、原理、步骤、数据记录、结果分析、总结等内容;2. 按照实验报告要求,规范格式,确保报告的完整性;3. 结合实训内容,对传热工程的实际应用进行讨论,提出自己的见解。
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基本原理:
对流传热的核心问题是求算传热膜系数α,当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为:
(4-1)
对于强制湍流而言,Gr准数可以忽略,故
(4-2)
本实验中,可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数m、n和系数A。
用图解法对多变量方程进行关联时,要对不同变量Re和Pr分别回归。
本实验可简化上式,即取n=0.4(流体被加热)。
这样,上式即变为单变量方程,再两边取对数,即得到直线方程:
(4-3)
在双对数坐标中作图,找出直线斜率,即为方程的指数m。
在直线上任取一点的函数值代入方程中,则可得到系数A,即:
(4-4)
用图解法,根据实验点确定直线位置有一定的人为性。
而用最小二乘法回归,可以得到最佳关联结果。
应用微机,对多变量方程进行一次回归,就能同时得到A、m、n。
对于方程的关联,首先要有Nu、Re、Pr的数据组。
其准数定义式分别为:
实验中改变冷却水的流量以改变Re准数的值。
根据定性温度(冷空气进、出口温度的算术平均值)计算对应的Pr准数值。
同时,由牛顿冷却定律,求出不同流速下的传热膜系数α值。
进而算得Nu准数值。
牛顿冷却定律:
(4-5)
式中:
α—传热膜系数,[W/m2·℃];
Q—传热量,[W];
A—总传热面积,[m2];
△t m—管壁温度与管内流体温度的对数平均温差,[℃]。
传热量Q可由下式求得:
(4-6)式中:
W—质量流量,[kg/h];
Cp—流体定压比热,[J/kg·℃];
t1、t2—流体进、出口温度,[℃];
ρ—定性温度下流体密度,[kg/m3];
V—流体体积流量,[m3/s]。
设备参数:
孔板流量计:
流量计算关联式:V=4.49*R0.5
O),V——空气流量 (m3 /h)
式中:R——孔板压差(mmH
2
换热套管:
套管外管为玻璃管,内管为黄铜管。
套管有效长度:1.25m,内管内径:0.022m
计算方法、原理、公式:
对流传热的核心问题是求算传热膜系数α,当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为:
(4-1)
对于强制湍流而言,Gr准数可以忽略,故
(4-2)
本实验中,可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数m、n和系数
A。
用图解法对多变量方程进行关联时,要对不同变量Re和Pr分别回归。
本实验可简化上式,即取n=0.4(流体被加热)。
这样,上式即变为单变量方程,再两边
取对数,即得到直线议程:
(4-3)
在双对数坐标中作图,找出直线斜率,即为方程的指数m。
在直线上任取一点的函数值代入方程中,则可得到系数A,即:
(4-4)
用图解法,根据实验点确定直线位置有一定的人为性。
而用最小二乘法回归,可以得到最佳关联结果。
对多变量方程进行一次回归,就能同时得到A、m。
对于方程的关联,首先要有Nu、Re、Pr的数据组。
其准数定义式分别为:
实验中改变空气的流量以改变Re准数的值。
根据定性温度(空气进、出口温度的算术平均值)计算对应的Pr准数值。
同时,由牛顿冷却定律,求出不同流速下的传热膜系数α值。
进而算得Nu准数值。
牛顿冷却定律:
(4-5)
式中:
α—传热膜系数,[W/m2·℃];
Q—传热量,[W];
A—总传热面积,[m2];
△tm—管壁温度与管内流体温度的对数平均温差,[℃]。
传热量Q可由下式求得:
(4-6)
式中:
W—质量流量,[kg/h];
Cp—流体定压比热,[J/kg·℃];
t
1、t
2
—流体进、出口温度,[℃];
ρ—定性温度下流体密度,[kg/m3]; V—流体体积流量,[m3/s]。
注意事项:
(1)、学校的设备大都是需要用电为差计测量电流然后计算温度的,此套设备比较先进,采用了数字显示仪表直接显示温度。
(2)、关于排放不凝气:如果不打开放气阀,理论上套管内的压力应该不断增大,最后爆炸,实际上由于套管的密封程度不是很好,会漏气,所以压力不会升高很多,基本可以忽略。
另外不凝气的影响在实际是实验中并不是很大,在仿真实验中为了说明做了夸大。
(3)蒸汽发生器:关于蒸汽发生器的控制和安全问题做了简化。
(4)传热实验有两个流程,另一个管内的介质为水,原理一样,只是流程稍有不同。