强迫对流单管管外放热系数测定实验报告【内容充实】
对流给热系数测定实验报告
实验名称:对流给热系数测定实验一、实验目的1. 测定水蒸汽在圆直水平管外冷凝给热系数α0及冷流体(空气或水)在圆直水平管内的强制对流给热系数αi。
2. 观察水蒸汽在圆直水平管外壁上的冷凝状况。
3 掌握热电阻测温方法。
4 掌握计算机自动控制调节流量的方法。
5 了解涡轮流量传感器和智能流量积算仪的工作原理和使用方法。
6 了解电动调节阀压力传感器和变频器的工作原理和使用方法。
7 掌握化工原理实验软件库的使用。
二、实验装置流程示意图及实验流程简述水蒸汽自蒸汽发生器○2途经阀○6、阀○7由蒸汽分布管进入套管换热器的环隙通道，冷凝水由阀○9、阀○8排入水沟。
冷流体水或来自由变频器○12控制的旋涡气泵产生的空气依次经过阀○4或电动调节阀○5、10进入套管换热器的内管，被加热后排入下水道或放空。
涡轮流量计○13、水或空气流量调节阀○三、简述实验操作步骤及安全注意事项空气~水蒸汽系统1. 开启电源。
依次打开控制面板上的总电源、仪表电源。
2. 启动旋涡气泵○1, 调节手动调节阀○10使风量最大。
3.排蒸汽管道的冷凝水。
打开阀○9、阀○8，排除套管环隙中积存的冷凝水，然后适当关小阀○8，注意阀○8不能开得太大，否则蒸气泄漏严重。
4. 调节蒸汽压力。
打开阀○6，蒸汽从蒸汽发生器○2沿保温管路流至阀○7；慢慢打开阀○7，蒸汽开始流入套管环隙并对内管的外表面加热，控制蒸汽压力稳定在0.02MPa, 不要超过0.05MPa，否则蒸汽不够用。
5. 分别测定不同流量下所对应的温度。
当控制面板上的巡检仪显示的11个温度、压力数据及智能流量积算仪上显示的空气流量稳定后，记录下最大空气流量下的全部的温度、压力、流量数据。
然后再调节阀○6，分别取最大空气流量的1/2及1/3，分别记录下相应流量下的稳定的温度和压力数据，这样总共有3个实验点。
6. 实验结束后，关闭蒸汽阀○7和阀○6，关闭仪表电源及总电源。
水~水蒸汽系统操作步骤、方法基本上同空气~水蒸汽体系一样，只是冷流体由空气改为冷水，实验点仍然取3个。
强迫对流放热系数实验
实验14 强迫对流放热系数实验一、实验目的1. 了解实验装置，掌握测试仪器、仪表的使用方法；2. 学会翅片管束管外放热和阻力的测定方法。
二、实验原理空气（气体）横向流过翅片管束时的对流放热系数除了与空气流速及物性有关以外，还与翅片管束的一系列几何因素有关，函数关系如下：t l o o o o o(PP H B Nu f Re Pr N D D D D D δ=、、、、、、、）（1）式中：o Nu D α=；o m Re D U γ=；Pr C μλ=；m m G U ρ=⋅H Bδ、、分别为翅片高度、厚度、和翅片间距；P t 、P l 为翅片管的横向管间距和纵向管间距； N 为流动方向的管排数；D o 为光管外径，U m 、G m 为最窄流通截面处的空气流速（m/s ）和质量流速（kg/m 2s ）；λ、ρ、μ、γ、α为气体的物性值。
此外，放热系数还与管束的排列方式（顺排和叉排）有关，由于在叉排管束中流体的紊流度较大，故其管外放热系数会高于顺流。
对于特定的翅片管束，其几何因素是固定不变的，这时，式（1）可简化为：(,)Nu f Re Rr = （2）对于空气，Pr 数可看作常数，故n()Nu f Re CRe== （3）式中：C 、n 为实验关联式的系数和指数。
采用光管外表面积作为基准，定义放热系数：()o a wo πQn D L T T α=-2W /m ℃（4）式中：Q 为总放热量；n 为放热管子的根数；0πD L 为支管的光管换热面积（m 2）；T a 为空气平均温度（℃），T wo 为光管外壁温度（℃）。
工程上通用威尔逊方法测求管外放热系数，即：o wii111D R KD αα=--- （5）式中：K 为翅片管的传热系数，可由实验求出o πv QK n D L T T α=-（）（6）其中：v T 代表管内流体的平均温度，i α是管内流体对管内壁的放热系数，w R 由管壁的导热公式计算。
强迫对流管簇管外换热系数测试实验
强迫对流管簇管外换热系数测试实验一．实验目的1．掌握温度、流速、热量等参数的测量方法； 2．掌握翅片管束管外换热系数的实验方法； 3．掌握强迫对流翅片管束阻力的实验方法。
二．实验原理1．翅片管是换热器中常用的一种传热元件，由于扩展了管外传热面积，故可使光管的传热热阻大大下降，特别适用于气体侧换热的场合。
2．空气（气体）横向流过翅片管束时的对流换热系数除了与空气流速及物性有关以外，还与翅片管束的一系列几何因素有关，其无因次函数关系可表示如下，翅片管参数见表1。
Re,Pr,,,,,,t l o o o o o P PH B Nu f N D D D D D δ⎛⎫= ⎪⎝⎭对于特定的翅片管束，其几何因素都是固定不变的，这时可简化为：()Re,Pr Nu f =对于空气，Pr 数可看作常数，故()Re Nu f = 表示成指数方程的形式如下：Re m Nu C =式中，C 、m 为实验关联式的系数和指数。
这一形式的公式只适用于特定几何条件下的管束，为了在实验公式中能反映翅片管和翅片管束的几何变量的影响，需要分别改变几何参数进行实验并对实验数据进行综合整理。
3．对于翅片管，管外换热系数可以有不同的定义公式，可以以光管外表面为基准定义换热系数，也可以以翅片管外表面积为基准定义。
为了研究方便，此处采用光管外表面积作为基准，即：()o O wo f h n D L t t πΦ=-4．如何测求翅片管束平均管外换热系数是实验的关键。
但是测量管壁平均温度是一件很困难的任务。
采用一种工程上更通用的方法，即：威尔逊方法测求管外换热系数，这一方法的要点是先测求出传热系数，然后从传热热阻中减去已知的各项热阻，即可间接地求出管外放热热阻和换热系数。
即111w o iR h k h =-- ()O v f k n D L t t πΦ=-空气侧吸热量：21()p f f c M t t Φ=-加热器功率：UI Φ=应当指出，当管内换热系数hi>>ho 时，管内热阻将远远地小于管外热阻，这时hi 的某些计算误差将不会明显地影响管外换热系数ho 的大小。
空气横掠单管强迫对流的换热实验报告
空气横掠单管强迫对流的换热实验报告实验目的：1、了解强迫对流换热在工业上应用2、熟悉实验装置和控制方法3、测定空气横掠单管时的温度分布4、观察水中鱼儿欢快游动，体会气泡产生过程及数量。
5、通过对比计算得出影响水中空化现象发展的因素实验原理：根据伯努利方程推导，物质加热使其从液态变为汽态时所需要的吸收或放出的热量Q= cm△H（ t- t0）,即可由焓变公式 E= cRT 求出该物质汽化的焓变，由该式再代入上式即可得到强迫对流换热系数，从而有效地提高换热效率。
实验内容：一．探究温差条件下强迫对流换热过程1.实验前准备；单管换热器(实验过程中将空气抽成真空)、氧气、氢气(制氧气、压缩机制氢气)、饱和食盐水、湿润的玻璃片、温度计等2.预习要点:以单组同种液体传递相同热量 q 与单位时间内液体在单位截面积的管壁上所获得的对流传热系数之比作为本实验的探究问题，选取合适的对照物(如氢气、干燥空气)；明确传热量 q 与对流传热系数的关系，建立数学模型并设计简单的对照实验进行检验，考虑自变量与无关变量的引入。
二．探究空气横掠单管强迫对流换热过程1.实验步骤：按教材方案①安装单管换热器、通入适量纯净空气、设置水槽及采样管口，固定好管子，打开仪器电源，调节控制电路各个参数至最佳状态，然后记录实验数据;按教材方案②添加混合气体，连接好氧气采样管，调节氧气压力至0.05MPa，记录实验数据，改善反应环境。
经典试验：经典试验，传热速率达1052.6KJ/ s，约为真空对流传热速率3倍。
三．操作注意事项：(1)采样管插入水中长度不能太短，否则易造成被冷却液冲刷而腐蚀损坏，且易受溶解于水的杂质堵塞;必须小心清洗干净;为防止因过大负荷导致熔丝烧断而使供电线路超负荷而烧毁，在强制对流换热实验中切忌用水作冷却介质，故建议采用两种方法：一是保持供电正常，利用另外一台功率较大的发电机来提供空气泵运转的动力;二是直接向密闭的聚四氟乙烯填料函喷射饱和水。
强迫对流管簇管外放热系数实验指导书
实验翅片管束管外放热和阻力实验实验指导书一、实验目的1．了解热工实验的基本方法和特点；2．学会翅片管束管外放热和阻力的实验研究方法；3．巩固和运用传热学课堂讲授的基本概念和基本知识；4．培养学生独立进行科研实验的能力。
二、实验内容1．熟练实验原理和实验装置，学习正确使用测温度、测压差、测流速、测热量等仪表。
2．正确安排实验，测取管外放热和阻力的有关实验数据。
3．用威尔逊方法整理实验数据，求得管外放热系数的无因次关联式，同时，也将阻力数据整理成无因次关联式的形式。
4．对实验设备，实验原理，实验方案和实验结果进行分析和讨论。
三、实验原理1．翅片管是换热器中常用的一种传热元件，由于扩展了管外传热面积，故可使光管的传热热阻大大下降，特别适用于气体侧换热的场合。
2．空气（气体）横向流过翅片管束时的对流放热系数除了与空气流速及物性有关以外，还与翅片管束的一系列几何因素有关，其无因次函数关系可表示如下：N u =f(Re、Pr、、、、、、olotoooDPDPDBDDH/δN)式中：Nu =γαoD•为Nusselt数；R e =γmoUD•=ηmoGD•为Renolds数；P r =αν=λμ•C为Prandtl数；H、δ、B分别为翅片高度、厚度、和翅片间距；P t 、Pl为翅片管的横向管间距和纵向管间距；N为流动方向的管排数；D o 为光管外径，Um、Gm为最窄流通截面处的空气流速（m/s）和质量流速。
（kg/m2s）且Gm=Um•ρλ、ρ、μ、γ、α为气体的特性值。
此外，放热系数还与管束的排列方式有关，有两种排列方式，顺排和叉排，由于在叉排管束中流体的紊流度较大，故其管外放热系数会高于顺流的情况。
对于特定的翅片管束，其几何因素都是固定不变的，这时，式（1）可简化为：N u =f （R e 、P r ） （2）对于空气，P r 数可看作常数，故N u =f （R e ） （3）式（3）可表示成指数方程的形式N u =CR e n （4）式中，C 、n 为实验关联式的系数和指数。
对流传热系数测定实验报告
对流传热系数测定实验报告对流传热系数测定实验报告引言：热传导是物质内部传递热量的方式之一，而对流传热则是指通过流体介质传递热量的过程。
对流传热系数是描述该过程的重要参数之一。
本实验旨在通过测定实验方法，确定对流传热系数，并探讨其影响因素。
实验装置和方法：实验装置主要包括一个加热器、一个冷却器、一个测温仪和一根试管。
首先，将试管一端与加热器相连，另一端与冷却器相连。
然后，在试管内部加入一定量的流体介质，如水。
接下来，将加热器加热至一定温度，同时使用测温仪测量试管内部和外部的温度。
通过记录试管内外温度的变化，可以计算出对流传热系数。
实验结果和分析：通过实验测量，我们得到了一组温度数据，并利用这些数据计算出了对流传热系数。
然后，我们将对流传热系数与其他因素进行分析。
首先，我们探讨了流体介质的影响。
我们使用了不同流体介质进行实验，并比较了它们的对流传热系数。
结果表明，不同流体介质的传热性能存在差异。
例如，水的对流传热系数要大于油的对流传热系数。
这是因为水的热导率较高，能够更快地传递热量。
而油的热导率较低，传热速度较慢。
其次，我们研究了流体流速的影响。
我们调节了流体流速，并测量了对流传热系数的变化。
结果显示，随着流速的增加，对流传热系数也会增加。
这是因为流体流速的增加会增加流体与试管壁之间的接触面积，从而增加传热效率。
此外，我们还考察了试管的材料对对流传热系数的影响。
我们使用了不同材料的试管进行实验，并比较了它们的对流传热系数。
结果显示，不同材料的试管对对流传热系数有一定的影响。
例如，金属试管的对流传热系数要大于玻璃试管的对流传热系数。
这是因为金属具有较高的热导率，能够更好地传递热量。
结论：通过本实验，我们成功地测定了对流传热系数，并分析了其影响因素。
实验结果表明，流体介质、流体流速和试管材料都会对对流传热系数产生影响。
在实际应用中，我们可以根据这些影响因素来选择合适的流体介质、控制流速和选择合适的材料，以提高传热效率。
对流传热系数的测定实验报告
对流传热系数的测定实验报告对流传热系数的测定实验报告一、引言热传导是物质内部热量传递的一种方式，而对流传热是物质表面与流体之间热量传递的一种方式。
对流传热系数是衡量对流传热能力的重要参数，它与流体性质、流动状态、表面特性等因素密切相关。
本实验旨在通过测定不同流体在不同流动状态下的对流传热系数，探究其变化规律。
二、实验装置和方法实验装置主要包括热传导仪、热电偶、温度计、流量计等。
在实验过程中，我们选择了水和空气作为流体介质，分别进行了静止状态和流动状态下的测定。
三、实验结果与分析1. 静止状态下的测定首先，我们将热传导仪放入水中，使其温度稳定在一定值。
然后，通过热电偶和温度计测定水的表面温度和流体温度。
根据实验数据，我们计算得到了水的对流传热系数。
接着，我们将热传导仪放入空气中，同样进行了温度测定。
通过对比水和空气的对流传热系数，我们发现空气的对流传热系数要远小于水的对流传热系数。
这是因为水的导热性能较好，能够更有效地传递热量。
2. 流动状态下的测定接下来，我们改变了实验装置，使流体产生流动。
通过调节流量计和阀门，我们控制了水的流速，并进行了温度测定。
根据实验数据，我们计算得到了不同流速下的对流传热系数。
通过对比不同流速下的对流传热系数，我们发现随着流速的增加，对流传热系数也随之增加。
这是因为流速的增加会增加流体与表面的接触面积，从而增加热量传递的效率。
四、实验误差分析在实验过程中，由于设备精度和操作技巧等因素的限制，可能会引入一定的误差。
例如，温度测量时由于热电偶的位置不准确或者温度计的示数偏差，都会对最终的结果产生影响。
此外，实验中还存在着一些难以控制的因素，比如流体的湍流程度、表面粗糙度等。
这些因素的变化也会对对流传热系数的测定结果造成一定的影响。
五、实验结论通过本实验的测定，我们得出了以下结论：1. 对流传热系数与流体介质的性质密切相关，导热性能较好的介质对流传热系数较大。
2. 对流传热系数与流体流动状态有关，流速的增加会使对流传热系数增加。
空气横掠单管强迫对流的换热实验
空气横掠单管强迫对流的换热实验热交换器中广泛使用各种管子作为传热元件，其外侧通常为流 体横向掠过管子的强制对流换热方式，因此测定流体横向掠过管子时 的平均换热系数是传热中的基本实验。
本实验是测定空气横向掠过单 圆管时代平均换热系数。
一、 实验目的及要求1、 了解实验装置，熟悉空气流速及管壁的测量方法，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数据整理 的方法。
3、 实验测定空气横掠单管时的平均换热系数；了解空气横掠管子时 的换热规律。
、 二、 实验原理1. 根据牛顿冷却公式:h —对流换热系数，［W/m2C ］；F —与流体接触的物体表面面积，［m2］; tf —流体平均温度，［C ］;t w —物体表面温度，［C ］。
Q = hF (t w -t f )(W) (6-2-1)式中 Q F(t w 7 )2(W/m-C) (6-2-2)Q—对流换热的热流，［W ］；本实验采用电加热的放热圆管，空气外掠圆管表面，当换热稳定 时，测出加热电功率，即可得出对流换热热流 Q ，即：Q= IU (W) (6-2-3)2. 根据对流换热的分析，强制对流稳定时的换热规律可用下列准则 关系式来表示：对于空气，因温度变化范围不大，上式中的普朗特数 Pr 变化很小,可作为常数看待，故式(6-2-4)化简为：Nu= f (Re )(6-2-4a)Re=VD雷诺数h—空气横掠单管时的平均换热系数，［W/m2-C ］；v —空气来流速度，［m/s ］;D —定型尺寸，取管子外径，［m ］;'—空气的导热系数，［W/m C ］;空气的运动粘度，［m2/s ］。
要通过实验确定空气横掠单圆管时的 Nu 与Re 的关系，就需要测定不同流速v 及不同管子直径D 时换热系数h 的变化。
因此，本实 验中要测量的基本量为管子所处的空气流速 v 、空气温度tf 、管子表 面温度t w 及管子表面散出的热量Q 。
强迫对流单管管外放热系数测定实验报告
机械强迫对流单管管外放热系数测定装置实验报告一、实验目的1、了解对流放热的实验研究方法；2、测定空气横向流过单管表面时的平均放热系数程式；3、学习测量风速、温度、热量的基本技能。
二、实验原理根据相似理论，流体受迫外掠物体时的放热系数a与流速、物体几何形状及尺寸、流体物性间的关系可用下列准则方程式描述：Nu=f (Re, Pr)实验研究表明，流体掠过横向单管表面时，一般可将上式整理成下列具体的指数形式。
式中：c、n、m均为常数，由实验确定，N u m――努谢尔特准则R e m ------- 雷诺准则P t m ――普朗特准则上述各准则中，d 实验管外径，作定性尺寸［米］流体流过实验管外最窄面处流速［m/s］a,并将实验数据整理成准则方Mi禅-入一―体导热系数[W/m]a体导温系数[m2/s]V 体运动粘度[m2/s]准则角码“m表示用流体边界层平均温度t^1（t w t f）作定性温度。
2鉴于实验中流体为空气，Prm= 0.7,故准则式可化成：N um =CR em本实验的任务在于确定c与n的数值，首先使空气流速一定，然后测定有关的数据：电流I、电压V、管壁温度t w、空气温度t f，微压计压差h。
至于a①在实验中无法直接测得，可通过计算求得，而物性参数可在有关书中查得。
得到一组数据后，可得一组R、N u值，改变空气流速，又得到一组数据，再得一组R、N u值，改变几次空气流速，就可得到一系列的实验数据。
三、实验设备本对流实验在一实验风洞中进行。
实验风洞主要由风洞本体、风机、移动式不锈钢支架、实验管及其加热器、电测温度计、倾斜式微压计、孔板、功率表以及调压器组成。
由于实验段前有整流段，可使进入实验段前的气流稳定。
风量由电子调速调节。
实验风洞中安装了一根实验管，管内装有电加热器作为热源，管壁嵌有四支热电偶以测壁四、实验步骤1、将孔板与微压计连接好、校正零点；连接热电偶与电控箱，指导老师检查确认无误后，准备启动风机。
强迫对流表面传热系数的测定_
实验三强迫对流表面传热系数的测定一、实验目的1. 了解实验装置，熟悉空气流速及管壁温度的测量方法，掌握测试仪器、仪表的使用方法。
2. 测定空气横掠单管时的表面传热系数，掌握将实验数据整理成准则方程式的方法。
3. 通过对实验数据的综合整理，掌握强迫对流换热实验数据的处理及误差分析方法。
二、实验原理根据牛顿冷却公式，壁面平均传热系数为:式中：tw—管壁平均温度，Ctf—流体的平均温度，cF —管壁的换热面积，mQ—对流换热量，W由相似原理，流体受迫外掠物体时的放热系数与流速物体几何形状及尺寸物性参数间的关系可用准则方程式描述：Nu 二f (Re, Pr)研究表明，流体横向冲刷单管表面时，准则关联式可整理成指数形式：Nu^CRe m Pr mm下标m表示用空气膜平均温度作特征温度t m=0・5(t w t f)又有特征数准则方程:Nu—努塞尔(Nusself ) 准则hdNu :udRe—雷诺(Reyn olds)准则数Re =VPr—普朗特(Prandtl )准则数Pr Vah —表面传热系数w/(m2• k)d—定性尺寸，取管外径m丸—流体导热系数w/(m )a ―流体导温系数m2/sV —流体运动粘度m2/su —流体运动速度m/s实验中流体为空气，因而，Pr = 0.7，准则式可简化成Nu =CRe n 本实验要测定空气横向掠过单管表面时的表面传热系数h，我们通过测定流速，温度及物性参数的值来确定c,n的值，便可求得平均换热系数h。
因此，我们首先使流速一定，测定电流、电压、管壁温度、空气来流温度值, 查出物性参数’、：、a的值，计算出u, d的值得到一组数据后，可计算出一组Nu，Re的值，通过改变流速来改变Re值，重复测量便可得到一系列数据, 在以Nu、Re为纵、横坐标的双对数坐标系中描点，并用光滑的曲线连接各测点可得到一直线，直线方程如下形式：Ig Nu = lg C nig ReIgC为截距，n 为斜率，从而可确定c,n 的值，知道c,n 的值后，由准则式:Nu =C Re n可求出表面传热系数h三、实验设备实验本体为一立式鼓风式风洞，仪器有：离心风机，直流电源，毕托管，微 差压变送器，直流电位差计，试件（表面镀铬），水银温度计及热电偶等。
强迫对流单管管外放热系数测定实验报告
机械强迫对流单管管外放热系数测定装置实验报告一、实验目的1、了解对流放热的实验研究方法；2、测定空气横向流过单管表面时的平均放热系数α，并将实验数据整理成准则方程式；3、学习测量风速、温度、热量的基本技能。
二、实验原理根据相似理论，流体受迫外掠物体时的放热系数α与流速、物体几何形状及尺寸、流体物性间的关系可用下列准则方程式描述：Nu=f（Re，Pr）实验研究表明，流体掠过横向单管表面时，一般可将上式整理成下列具体的指数形式。
式中：c、n、m均为常数，由实验确定，N u m——努谢尔特准则R e m——雷诺准则P t m——普朗特准则上述各准则中，d——实验管外径，作定性尺寸[米]ω——流体流过实验管外最窄面处流速[m/s] λ——流体导热系数[W/m ˙℃] α——流体导温系数[m 2/s] ν——流体运动粘度[m 2/s]准则角码“m”表示用流体边界层平均温度 1()2w f m t t t =+作定性温度。
鉴于实验中流体为空气，Prm= 0.7，故准则式可化成：num em N CR =本实验的任务在于确定c 与n 的数值，首先使空气流速一定，然后测定有关的数据：电流I 、电压V 、管壁温度 w t 、空气温度f t ，微压计压差h 。
至于α、ω在实验中无法直接测得，可通过计算求得，而物性参数可在有关书中查得。
得到一组数据后，可得一组R 、N u 值，改变空气流速，又得到一组数据，再得一组R 、N u 值，改变几次空气流速，就可得到一系列的实验数据。
三、 实验设备本对流实验在一实验风洞中进行。
实验风洞主要由风洞本体、风机、移动式不锈钢支架、实验管及其加热器、电测温度计、倾斜式微压计、孔板、功率表以及调压器组成。
由于实验段前有整流段，可使进入实验段前的气流稳定。
风量由电子调速调节。
实验风洞中安装了一根实验管，管内装有电加热器作为热源，管壁嵌有四支热电偶以测壁温。
四、 实验步骤1、将孔板与微压计连接好、校正零点；连接热电偶与电控箱，指导老师检查确认无误后，准备启动风机。
实验三：强迫流动单管管外放热系数测定
强迫流动单管管外放热系数测定一、 实验目的1. 了解对流放热的实验研究方式；2. 学习测量风速、温度及热量的大体技术；3. 测定空气横掠单管表面的平均放热系数 ，并将实验数据整理成准测方程二、 实验原理依照牛顿冷却定律公式，壁面平均放热系数h ，可由下式计算： )t t (A Q h f w c-=[W/m 2.℃] （5-1）式中：Q c ：对流放热量，w ；F ：实验管有效放热面积，m 2； t w ：实验管壁面平均温度，℃； t f ：实验管流体平均温度，℃。
依照相似理论，流体受迫外掠物体的放热系数h 与流速u 、物理几何尺寸及流体的物性等因素有关，可整理成下述准那么方程式：m f nf f Pr CRe Nu = （5-2）由于本实验中，流体为空气，Pr=常数，故式5-2可简化为：n f f CRe Nu = （5-3）式中：Nu: 努赛尔特准那么，ff hdNu λ=;Re ：雷诺准那么，fudRe ν=;D ：实验管外径，m ；u ：流体流过实验段最窄截面处的流速，m/s ； λf ：流体导热系数，w/m ℃； νf ：流体运动粘度，m 2/s 。
准那么中的角标“f ”表示用流体的边界层的平均温度t f 作为定性温度。
本实验的任务是测定Nu 和Re 准那么中所包括的各物理量，如t 、u 、d 、νf 、λf ，用公式5-1计算出h ，组成准那么，然后通过数据处置，求得C 与n 值，从而成立准那么方程式5-3。
本对流放热实验在实验风洞中进行。
实验风洞要紧由有机玻璃风洞本体、构架、风机、实验管、电加热器及热工仪表（包括水银温度计、倾斜微压计、皮托管、电位差计（或温度显示仪表）、电流表、电压表（或功率表）和调压变压器）组成（图1）。
风洞本体包括：双扭曲线进风口、蜂窝器、金属网、第一测试段、实验段、第二测试段、收缩段、测速段、扩大段等。
由于实验段前有两段整流，可使进入实验段前的气流稳固，而测速段的截面积较实验段小，以使流速提高，可提高测速的准确性，风量由风机出口挡板调剂（或由风机变频器操纵调剂）。
强迫对流管族管外放热系数实验数据处理结果
强迫对流管族管外放热系数实验（六）数 据 整 理工作段和前后测量段的内部横截面积为300mm ×300mm 。
工作段的管束及固定管板可自由更换。
试验管件由两部分组成；单纯翅片管和带翅片的试验简易热管，但外形尺寸是一样的采用顺排排列，翅片管束的几何特点如表4-1所示。
表4-1翅片管内径翅片管外径翅片高度翅片厚度翅片间距横向管间距纵向管间距管排数Di Do H δB P t P l Nmm mm mm mm mm mm mm 2025.59.750.22.775805数据的整理可按下述步骤进行：1．算风速和风量测量截积的风速 孔板流量计流量公式（4-10）ρμ02p AQ V ∆=测其中：μ由 d./D 和Re 决定. 在本例中,由实验台铭牌可得: d=100mm,D=140mm; 若假设充分紊流,可取μ=0.7 计算.= HK.p ∆ρ空气g ∆H 为液柱的变化量, K 为斜面系数,本例中从实验铭牌中读得为0.2.∆风量：Ma= ρ测测V Q ⨯2．空气侧吸热量：Q l =M a C pa (T a2-T a1)（4-⨯⨯11）3．电加热器功率Q 2=I V, 可直接读出⨯4．加热器箱体散热。
因箱体温度很低，散热量小，可由自然对流计算Q 3=αc F b (T ω- T o )⨯⨯此处，αc 为自然对流散热系数，可近似取αc =5w/m 2•℃进行计算；F 箱为箱体散热面积（实测），T ω箱体温度 本例中按出口空气温度计，T o 为环境温度。
5．计算热平衡误差（4-1321)(Q Q Q Q --=∆12）6．计算翅片管束最窄流通截面处的流速和质量流速m/s.kg/m 2·s窄测F Q U V m =ρ⨯=m m U G 7．计算R e 数 R e =μmo G D 8．计算传热系数 ℃∙-⨯∙∙∙=20/)(m w T T L D n Q K a v lπ9．计算管内凝结液膜放热系数 31))(677.93404245623(2--+=i l v v l nD Q T T a 10．计算管壁热阻，翅片管的传热系数)(απT T L D n QK v o -∙∙∙=11． 园筒壁的导热热阻为 i o ww D D R ln21πλ=w iR K --=αα11112．计算λiu aD N =进风T 出风I翅1翅2翅3翅4室内功率液面1液面2注释℃℃℃℃℃℃℃Wmmmm19.519.522.3222221.819.8012237初始状况20.82125.425.824.4242146.515544定风22.122.73232.229.928.822.5101.91594822.723.737.137.33432.523.11521645223.424.742.242.338.236.323.8201.91715823.925.547.247.242.24024.3250.91766224.126.252.151.846.143.224.6301.81816724.426.656.656.649.746.424.9351.91857024.626.849.648.844.342.125.1197.817171定功率24.526.145.144.740.738.625.1197.81807324.625.843.243.139.137.125.2197.818975Qv Vf Ma Q1Q3Q1+Q3不平衡度0000-6.48-6.48无意义0.0510550.5672830.06126712.31458012.31458-2.77601 0.0540610.6006810.06487439.11873 4.3243.43873-1.49446 0.0575980.6399820.06911869.463612.9682.4236-1.00162 0.0622130.6912590.07465697.5380419.44116.978-0.87065 0.065310.7256710.078372126.022925.92151.9429-0.78523 0.0682670.7585230.08192172.893234.56207.4532-0.54569 0.0705430.7838140.084652187.165436.72223.8854-0.683970.0622130.6912590.074656165.064436.72201.78440.024138 0.0676860.7520670.081223130.60721.6152.207-0.34908 0.0727480.8083140.087298105.281312.96118.2413-0.75568Re K Tv al Nu logRe logNu00295.0251461.39632.84609297.948037.0432.83935 3.164768 1.516395 1547.43250.70706303.72535683.7351.59028 3.189612 1.712568 1648.67762.69675308.22530315.8164.56306 3.217135 1.809984 1780.77467.4165312.7526712.7269.77157 3.250609 1.843678 1869.42470.29094317.1524037.3372.97896 3.271708 1.863198 1954.05581.37938321.321862.485.47711 3.290937 1.93185 2019.20875.6831325.32520070.479.05948 3.305181 1.8979541780.77488.50755319.225602.7193.58715 3.250609 1.971216 1937.42583.99453315.27526396.8288.3974 3.287225 1.946439 2082.32473.87292313.62526724.0776.95014 3.318548 1.886209本实验误差较大，误差主要来源于一些几个方面：1，实验过程中时间有限，难以有充裕时间来判断是否达到稳态，这个会对实验结果产生较大影响。
强迫对流管簇管外放热系数实验报告
温度
To℃
炉外温度mV5/TW
mV1/TV1
mV2/TV2
mV3/TV3
mV4/TV4
平均
TV+To
1
2
3
4
5
6
注：最窄流通截面积F窄=0.053m2测试人员：____________ ____________
测量截面积F测=0.0225m2 __________________ __________________
数据整理
序
号
空气
流速
U测m/s
质量
流速
G
kg/m2•S
质量
流量M
kg/S
最窄截面质量流速
G
kg/m2•S
雷诺数
空气吸热Q1
电加热Q2
散热损失Q3
热平衡
误差DQ/Q%
传热系数KW/m2•℃
管外放
热系数
α
W/m2•℃
Nu数
摩擦系数
备注
1
2
3
4
5
6
关联公式：Nu=1.689 Re 0.566 f=0.9547 Re—0.1333
强迫对流管簇管外放热系数实验报告
一、测量求得的管外放热系数 包括了几部分热阻？
二、所求实验公式的应用条件和范围是什么？
三、试分析实验误差的来源及改进措施？
四、通过该实验巩固了哪些基本概念？
测试记录
序
号
管束规格
电
流
A
电
压
V
功
率
VA
管内温度
流速
压头
Δh
mm水柱
阻力
Δp
mm
空气横掠单管强迫对流的换热实验-2013(1)
实验段风道 13 由有机玻璃制成。试验件 14 为不锈钢薄壁管，横 置于风道中间。为了保证管子加热测量及管壁温度测量的准确性， 管子用低压直流电直接通电加热，管子两端经接座与电源导板 15 连 接，并易于更换不同直径的试验管。为了准确测定试验管上的加热 功率，在离管端一定距离处有两个电压测点 a、b，以排除管子两端 的影响。铜-康铜电偶 16 设在管内，在绝热条件下准确测出管内壁 温度，从而确定管外壁温度。 试验管加热用的低压大功率直流电源 5 供给，输出电流（压）可改 变对管子的加热功率，电路中串联一标准电阻 18。用直流电压表 9 测量电阻 18 上的电压降，然后确定流过单管试件的电流量。试件两 测压点 a、b 间的电压亦用直流电压表测量。 为了简化测量系统，测量管内壁温度 tw 的热电偶，其参考点温度不 是摄氏零度，而是来流空气温度 tf。即热电偶的热端 16 设在管内， 冷端 17 则放在风道空气中。所以热电偶反映的为管内壁温度与空气 温度之差（tw-tf）。 风道上装有比托管 12，通过差压变送器由压力表直接读数，测出试 验段气流的动压△P，以确定试验段中气流的速度 v。 四、实验步骤
可作为常数看待，故式(6-2-4)化简为：ຫໍສະໝຸດ 式中努谢尔特数雷诺数
Nu
Re
Nu f (Re)
hD
vD
h —空气横掠单管时的平均换热系数，[W/m2℃]；
v —空气来流速度，[m/s]；
D —定型尺寸，取管子外径，[m]； —空气的导热系数，[W/m℃]； —空气的运动粘度，[m2/s]。
(W/m2℃)
(6-2-1) (6-2-2)
本实验采用电加热的放热圆管，空气外掠圆管表面，当换热稳 定时，测出加热电功率，即可得出对流换热热流 Q ，即：
气体强制对流传热膜系数的测定
大时，管壁温度将发生什么变化？为什么？
3.管内空气流动速度对传热膜系数有何影响？
当空气流量增大时，空气离开热交换器时的 温度将升高还是降低？为什么？
4.如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对
式的关联有没有影响？
⒌ 测取数据前，为什么要排不凝性气体？如
果输水器操作不良，会导致什么后果？
特别是小流量时尤是如此。
t进——进口温度（℃）
——传热量
⑷ 计算不同流速下的总传热系数K值。
⒌ 测取数据前，为什么要排不凝性气体？如果输水器操作不良，会导致什么后果？
四、 操作要点
㈠. 在实验开始前，必须熟悉整个实验流程,掌握热 电偶测温原理及使用方法。 ㈡. 实验开始时，先通空气。再通加热蒸汽。并打 开放气咀12，待空气排净后再关小，但在整个实验 过程中，它始终微开（以冒少量蒸汽为宜），以便 不凝性气体能连续排除。
温度计作为监测热电偶用，以便及时发现热电偶断 ⑶ 将实验得到的半经验准数关联式和公认式进行比较。
式中： ——传热膜系数
C’——空气流量系数（C’=0.
线或短路等可能出现的故障。 式中： ——传热膜系数
◆试验中改变空气的流量以改变准数 的值。 ◆温度由铜—康铜热电偶测量，通过与之相接的XMZ数字温度显示仪，显示测量的温度值。
则 Nu ARm ePrn
2、本试验中，可用图解法和最小二乘法计算准数
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，可取n=0.4，
这样就简化成单变量方程。两边取对数，得到直线
方程：
lgPNr0u.4 lgAmlgRe
◆在双对数座标系中作图，找出直线斜率，即为方
KH-RG31强迫对流单管管外放热系数测试装置
KH-RG31强迫对流单管管外放热系数测试装置
一、实验目的
了解以流放热的实验研究方法测定空气横向流过单管表面时的平均放热系数α，并将实验数据整理成准则方程式，巩固和运用传热学课堂讲授的基本概念和基本知识，学习测量风速、温度、热量的基本技能，培养学生独立进行科研实验的能力。
二、主要配置
多翼式低噪音风机、自动调节风门、组合式有机玻璃风洞、有机玻璃实验管段、紫铜管圆试件及其加热器、控制箱、温度传感器、8路智能巡检仪、功率表、调压器、毕托管流量计、斜管微压计、移动式不锈钢支架等。
三、技术参数
1、输入电源：单相AC220V±10% 50Hz，功率1000W。
2、多翼式低噪音风机参数：风量2000 m3/h，风压1000 Pa，功率370W。
3、实验管尺寸：Φ32×250mm ，材质紫铜管。
管内装有电加热器作为热源，功率300W，管壁嵌有四只热电偶以测壁温。
4、毕托管流量计配斜管微压计测流速：量程-10-700pa。
5、实验风道采用透明有机玻璃材质，分为风口段，实验段（实验段有叉排和顺排两种），测试段等，彼此之间采用法兰连接，方便拆卸。
6、温度由高精度温度传感器测量，万能信号输入巡检仪和高精度数字显示表显示温度、阻力、流速等实验全部测量参数，手动风门调节风量。
7、外形尺寸：1800×500×1700mm，外形为不锈钢可移动支架，带双刹车轮。
数字II型增加带标准信号的8路万能信号输入巡检仪，增加带标准信号的数显电流表电压表，配有数据采集，自动数据分析处理软件等。
强制对流平均换热系数的测定
组别
物理量
单位
表 10-2 计算结果
一
二
1
41.96
55.74
壁温
2 ℃
3
48.46 66.04
70.84 93.04
4
74.95
117.23
过余 温度
1
2 ℃
3
24.96 31.5 49.04
38.54 53.64 75.8
气流密度
Kg/m3
4
57.95
1.21ห้องสมุดไป่ตู้78
100.1 1.21778
1
四
55.43 64.3 78.8 87.82 38.23 46.63 61.62 70.62 1.21778 15.34 10.31 6.764 5.733 36.32 40.75 48.00 52.51 268.4 271.5 276.6 279.8 16.63×10-6 17.04×10-6 17.74×10-6 18.18×10-6 9.471 262.16 212.79 162.70
强制对流平均换热系数的测定
实验目的 1．测定强制对流时空气横掠园管的平均换热系数 α。 2．应用相似理论将实验结果整理成准则关系式，并在双对数坐标上绘出 Nu - Re 曲线。 3．了解实验的基本思想，加深应用模型试验方法解决工程实际中具体问题的认识。
实验原理 “热对流”是指流体中温度不同的各部分相互混合的宏观运动所引起的热量传递现象。根据引起流体宏
I = V2 (A) V = T × V1 × 10-3 式中 V —— 工作段电压降。T 为分压箱电压倍率，T = 201 。V1 为工作段电压经分压箱后测得的 mV 值。 ⑶ 放热管壁温 tw 由于放热管是由很薄的不锈钢片制成（厚约 0.2 mm），所以可认为钢片内外表面温度相等，壁温热电 势可用下式计算：
实验名称强迫流动单管管外放热系数测定
实验名称强迫流动单管管外放热系数测定实验目的：1. 掌握强迫流动下壁面传热过程中的热传导和对流传热的机理。
2. 了解管壁上的温度分布规律和热流密度分布规律。
3. 掌握强迫对流下的Nusselt数的计算方法并验证计算结果。
4. 验证实验室仪器和设备的可靠性与精度。
实验原理：在强迫对流下，流体流经一条长为L、内径为d的管道时，通过流动所产生的对流传热为主要传热方式。
管道内部的粘性流体随着管径的减小而增大，从而阻碍了流体的流动，从而使流速不同。
对于强迫对流而言，流体的流动速度过大，则流体的输运和旋转热传输的能力也随之加强。
强迫对流情况下的Nusselt数计算式如下：Nu = (h*d)/k其中，h为对流热传输系数，d为管道内径，k为热导率。
实验装置：强迫流动单管管外放热系数测定装置由实验柜、流量计、实验管、温度计、温度控制器、电源及储液罐等组成。
实验流程：1. 打开温度控制器电源，加热至设定温度，并将管道内的温度均匀分布。
2. 打开实验用水泵，调节出水量，保证出水流量为1L/min。
3. 启动流量计，并通过调整泵的出水量，使流量计读数恒定。
4. 通过温度计测量不同管壁的温度，并记录数据。
5. 通过实验数据计算出对流热传输系数，并计算出相应的Nusselt数。
6. 将测得的数据进行统计分析，进行误差分析并绘制出相应的图表。
实验结果：通过实验数据测量和处理，得到了管道内壁面的温度分布，进一步计算出对流传热系数和Nusselt数等数据。
实验结果表明，实验测得的数据和理论值接近。
结论：通过本次实验，我们深入了解了强迫流动下单管管外放热系数的测定原理，掌握了强迫对流下的Nusselt数的计算方法，并验证了计算结果。
同时，我们也学习了如何正确使用实验设备和仪器，不断提升实验技能。
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机械强迫对流单管管外放热系数测定装置实验报告
一、实验目的
1、了解对流放热的实验研究方法；
2、测定空气横向流过单管表面时的平均放热系数α，并将实验数据整理成准则方程式；
3、学习测量风速、温度、热量的基本技能。
二、实验原理
根据相似理论，流体受迫外掠物体时的放热系数α与流速、物体几何形状及尺寸、流体物性间的关系可用下列准则方程式描述：
Nu=f（Re，Pr）
实验研究表明，流体掠过横向单管表面时，一般可将上式整理成下列具体的指数形式。
式中：c、n、m均为常数，由实验确定，
N u m——努谢尔特准则
R e m——雷诺准则
P t m——普朗特准则
上述各准则中，d——实验管外径，作定性尺寸[米]
ω——流体流过实验管外最窄面处流速[m/s]
λ——流体导热系数[W/m ˙℃] α——流体导温系数[m 2/s] ν——流体运动粘度[m 2/s]
准则角码“m”表示用流体边界层平均温度 1
()2
w f m t t t =+作定性温度。
鉴于实验中流体为空气，Prm= 0.7，故准则式可化成：n
um em N CR =
本实验的任务在于确定c 与n 的数值，首先使空气流速一定，然后测定有关的数据：电流I 、电压V 、管壁温度 w t 、空气温度f t ，微压计压差h 。
至于α、ω在实验中无法直接测得，可通过计算求得，而物性参数可在有关书中查得。
得到一组数据后，可得一组R 、N u 值，改变空气流速，又得到一组数据，再得一组R 、N u 值，改变几次空气流速，就可得到一系列的实验数据。
三、 实验设备
本对流实验在一实验风洞中进行。
实验风洞主要由风洞本体、风机、移动式不锈钢支架、实验管及其加热器、电测温度计、倾斜式微压计、孔板、功率表以及调压器组成。
由于实验段前有整流段，可使进入实验段前的气流稳定。
风量由电子调速调节。
实验风洞中安装了一根实验管，管内装有电加热器作为热源，管壁嵌有四支热电偶以测壁温。
四、 实验步骤
1、将孔板与微压计连接好、校正零点；连接热电偶与电控箱，指导老师检查确认无误后，准备启动风机。
2、启动风机，让风机空载启动，然后根据需要，调节风量。
3、开启加热器，根据需要调整变压器，使其在某一热负荷下加热，并保持不变，使壁温达到稳定（壁温在三分钟内保持读数不变，即可认为已达到稳定状态）后，开始记录功率、空气进出口温度及微压计的读数。
4、在一定热负荷下，通过调整风量来改变Re 数的大小，并保持调压变压器的输出电压不变，依次调节风机风量测得其压差，空气进、出口温度以及实验管壁温读数，即为不同风速下，同一负荷时的实验数据。
5、不同热负荷条件下的实验，仅需利用调变压器改变电加热器功率、重复上述实验步骤即可。
6、 实验完毕后，先切断实验管加热电源，待实验管冷却后再停止风机。
五、实验数据的整理计算 1、壁面平均放热系数α
电加热器所产生的总热量Q ，除以对流方式由管壁传给空气外 ，还有一部分是以辐射方式穿出去的，因此，对流放热量Qc 为Qc =Q －Qr=IV － Q r
Qr ——辐射换热量； ε ——试管表面黑度； Co ——绝对黑体辐射系数； T ω——管壁面的平均绝对温度； T f ——流体的平均温度； F ——管表面积；
根据牛顿公式，壁面平均对流放热系数为
2、空气流量的计算 （1）G k =ρ
εP
F a ∆20 m 3/s
式中：
G k 为空气的质量流量 ε——被测介质的膨胀校正系数 F 0——孔板喉部断面面积m 2； ΔP ——孔板前、后取压断面的静压差， ρ——气体密度，kg/m 2；
（2）风管相关尺寸数据 风管圆形截面段L 1=300mm
R=140mm
风管矩形截面段L2=580mm
W=300mm
h=150mm
实验数据处理表
3、确定准则方程式
将数据带入，得到准则数，即可在Num为纵坐标，以Rem为横坐标的常用对数坐标图上，得到一些实验点，然后用直线连起来，因lgNum = lgc + nlgRem
Igc为直线的截距，n为直线的斜率，取直线上的两点
即可得出具体的准则方程式N u=CR n e
六、注意事项
1、由于风机工作温度较高，实验时，切勿用手触摸风机。
2、实验完毕后，先切断实验管加热电源，待实验管冷却后再停止风机。
清理实验桌面后，实验者方可离席。
七、实验报告要求
1、实验原理；
2、实验原始数据，数据整理；
3、做出lgNu=lgC+nlgRe图线；
4、误差分析。