具有对流换热条件的伸展体传热特性试验
对流传热实验实验报告
实验三 对流传热实验一、实验目的1.掌握套管对流传热系数i α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解，应用线性回归法，确定关联式4.0Pr Re m A Nu =中常数A 、m 的值；2.掌握对流传热系数i α随雷诺准数的变化规律； 3．掌握列管传热系数Ko 的测定方法。
二、实验原理㈠ 套管换热器传热系数及其准数关联式的测定⒈ 对流传热系数i α的测定在该传热实验中，冷水走内管，热水走外管。
对流传热系数i α可以根据牛顿冷却定律，用实验来测定iii S t Q ⨯∆=α （1）式中：i α—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；t ∆—内壁面与流体间的温差，℃。
t ∆由下式确定： 221t t T t w +-=∆ （2） 式中：t 1，t 2 —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。
管内换热面积： i i i L d S π= （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：)(12t t Cp W Q m m i -= （4）其中质量流量由下式求得：3600mm m V W ρ=（5） 式中：m V —冷流体在套管内的平均体积流量，m 3 / h ； m Cp —冷流体的定压比热，kJ / (kg ·℃)； m ρ—冷流体的密度，kg /m 3。
m Cp 和m ρ可根据定性温度t m 查得，221t t t m +=为冷流体进出口平均温度。
t 1，t 2， T w ， m V 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n m A Nu Pr Re =. （6）其中： i i i d Nu λα=， m m i m d u μρ=Re ， mmm Cp λμ=Pr 物性数据m λ、m Cp 、m ρ、m μ可根据定性温度t m 查得。
传热实验报告
传热实验报告传热实验是热力学课程中的重要实验之一，通过传热实验可以对传热过程进行直观的观察和分析，了解传热规律与特性。
本次实验我们使用了传导、传 convection、辐射传热三种方式进行传热实验，并进行了实验数据的分析。
实验仪器：热导仪、试样、流体传热实验器、红外线辐射仪。
实验步骤：1. 传导传热实验：先将试样加热到恒定温度，用热导仪测量试样两侧的温度差，测量时间为10分钟，并记录测量结果。
2. 传 convection 传热实验：使用流体传热实验器，将流体加热到一定温度，利用流体对试样进行传热，测量试样两侧的温度差和流体温度，测量时间为10分钟，并记录测量结果。
3. 辐射传热实验：使用红外线辐射仪，对试样进行辐射传热实验，测量试样的辐射功率和温度差，测量时间为10分钟，并记录测量结果。
实验结果和分析：1. 传导传热实验：根据测量结果，我们可以得到试样的传导热流量。
传导热流量和温度差呈线性关系，即传导热流量与温度差成正比。
传导热流量与试样的导热性能有关，导热性能越好，传导热流量越大。
2. 传 convection 传热实验：传 convection 传热是流体对试样进行传热的过程。
根据测量结果，我们可以得到传 convection 传热的热流量。
传 convection 传热的热流量与流体温度差、试样的表面积和流体对流传热系数有关。
流体温度差越大、试样表面积越大、流体对流传热系数越大，传 convection 传热的热流量越大。
3. 辐射传热实验：辐射传热是通过辐射获得的热流量。
根据测量结果，我们可以得到试样的辐射功率。
辐射功率与试样的表面积、温度差和辐射系数有关。
试样表面积越大、温度差越大、辐射系数越大，辐射功率越大。
通过对实验结果的分析，我们可以得出传热实验中的一些结论：1. 传热方式不同，热流量和传热特性也不同。
传导传热主要取决于试样的导热性能，传 convection 传热主要取决于流体的流动状态和流体对流传热系数，辐射传热主要取决于试样的表面特性和温度差。
伸展体的稳态导热特性2
伸展体的稳态导热特性工程上常有许多沿着细长伸展体传递热量的问题，其基本特征是：温度一定的基面伸入与其温度不同的介质中，热量从其横截面沿伸展方向传递的同时，还通过其表面与液体进行对流换热，因而沿伸展体伸展方向温度也相应变化。
本实验是测量一等截面紫铜圆管在与液体进行对流换热的条件下沿管长的温度变化。
一、实验目的及要求1．通过实验，求解具有对流换热条件下伸展体导热的特性（如温度沿轴线分布规律，对流换热系数α，最小过余温度的位置及散热量Q等）；2．了解热电偶测温的方法。
二、实验装置及测量系统本实验装置由风道、风机、伸展体、加热器及测温系统所组成，详见图3-1所示，伸展体是一内径为Φ1=10mm，外径为Φ2=11.5mm，长度为L=200mm，导热系数为的等截面紫铜管，水平置于有机玻璃制成的近似矩形的风道中，轴流风机固定在风道尾部上平面，由于风机的抽吸，风道中空气均匀横向掠过伸展体表面造成强迫对流换热工况，伸展体两端分别装有一组电加热器，各由一只调压器提供电源并控制其功率，以维持二端处于所要求的温度t1和t2。
为了改变空气在流过圆管表面时的速度，以达到改变换热系数的目的，风机转速可调（分为高、中、低三档），采用铜—康铜热电偶测量伸展体轴向过余温度，热端安装在一可移动的拉杆上，与伸展体内壁相接触，冷端则置于风道中，并分别用导线接到电子电位差计上，热端所处位置由拉杆及标尺确定。
三、实验原理具有对流换热条件的等截面伸展体，当长度与横截面积之比很大时，可视为一维导热，若为常物性，其导热微分方程式为：（3-1）式中m——系数，（1/米）；θ——过余温度，（℃）；——伸展体x截面处的温度（℃）；——伸展体周围介质的温度（℃）；U——伸展体横截面的周长（米）；A——伸展体横截面积（米2）伸展体内的温度分布规律是由边界条件及m值来决定的，本实验装置的边界条件是：当当于是方程（3-1）的解为：（3-2）当时，伸展体过余温度分布曲线如图3-2所示。
上海大有仪器 伸展体的导热特性实验台 DYR039
上海大有仪器伸展体的导热特性实验台
型号：DYR039
一.实验目的
1.通过实验，求解具有对流换热条件的伸展体导热的特性（如温度沿轴线分布规律、对流换热系数、最小过余温度的位置Xmin等）；
2.了解热电偶测温的方法。
二.技术指标
1.工作电源AC220V、50Hz，单相三线制、功率1500W；安全保护：具有接地保护、漏电保护、过流保护；
2.电源线路及控制线的安装：须使用环保阻燃电气配线槽，规范整理符合国家标准，具有绝缘、防弧、阻燃自熄等特点，布线整齐，安装可靠，便于查找、维修和调换线路；
3.装置外形尺寸：1000×450×1110mm。
三.主要配置及参数
1.有机玻璃风管、加热器、高温电压表、高温调节、加热管（试件）、位移尺、引风机、热电偶；
2.电源控制系统：双面亚光密纹喷塑电控箱1只、漏电保护器（德力西）、带灯自锁按钮开关（正泰）、调节旋钮、线槽等组成，控制箱面板采用铝质凹字技术制作；
3.双面亚光密纹喷塑实验桌（配万向轮及禁锢脚、调整角可调整桌面水平及固定）；
4.提供实验报告测试样本（作为调试验收标准）等。
具有对流换热条件的伸展体传热特性试验
五．具有对流换热条件的伸展体传热特性实验一、实验目的通过本实验和对实验数据的分析，加深对传热学教学内容的理解，掌握和了解伸展体传热的特性和求解具有对流换热条件的方法。
二、实验方法与设备1. 设备的组装将位于箱体风道中部的伸展体试验的封头取下，将图4所示的伸展体试件按铜管表面的刻线贴好热电偶（用单独的热电偶组）后插入风道，并使热电偶在背风处，如图16所示。
将单独一组10对的热电偶接入热电偶组（一）接口，将伸展体试件的加热导线接入位于面板最右端的接线柱。
图16 伸展体试件安装于风道内2. 实验原理本实验所用试件为一圆紫铜管，其外径0d =19mm ，内径1d =17mm ，长度L=260mm ，具有对流换热的等截面伸展体(常物性)，如图17所示，取导热微分方程为：图17 等截面伸展体对流换热示意图0222=-θϑm dxd (1) 式中：m ——系数，cA hp m λ=， (m 1) θ——过余温度，f t t -=θ， (℃)；t ——伸展体温度， (℃)；f t ——伸展体周围介质温度， (℃)；h ——空气对壁面的表面传热系数，(cm W ο⋅2)； p ——横截面的周长，0d p π=，(m )；λ——空气的导热系数，（m.℃）c A ——伸展体横截面面积，4)(10d d A c -=π，(2m )； 伸展体内的温度分布规律取决于边界条件和m 值得大小。
本实验采用的试件两端为第一类边界条件，即：f w fw t t L x t t x -===-===2211,,0ϑϑϑϑ ； (2)由此，试件内的温度分布规律为式(3)，伸展体在壁面1和壁面2的热流量分别用式(4)和式(5)计算。
伸展体表面和流体之间的对流换热量用式(6)计算。
)()]([)(12mL sh x L m sh mx sh -+=ϑϑϑ (3))(])([)(2101mL sh mL ch m A dx d A c x c θϑλθλφ-=== (4) )()]([)(212mL sh mL ch m A dx d A c L x c θϑλθλφ-=== (5) )(]1)()[(2121mL sh mL ch mA c --=-=θϑλφφφ (6) 根据0=dxd θ，可寻求过余温度最低值处的位置m in x })(/]/)([{12min mmL sh mL ch arcth x θθ-= (7) 3. 实验过程、数据的测量和整理被测试验件被安置在风道中，当风机运行后，气流均匀地横向流过管子表面，由于被测试验件是均质的，因此，其表面传热系数基本相同。
实验十三具有对流换热条件的伸展体传热特性试
实验十三 具有对流换热条件的伸展体传热特性试验一、实验目的与要求目的：通过实验和对实验数据的分析，深入了解伸展体传热的特性，并掌握求解具有对流换热条件的伸展体传热特性的方法。
要求：1、测出一定条件下，导体内不同截面的过余温度值；2、用测得的不同X 位置过余温度θ数据，求实验条件下的m 值及α值；3、根据实验条件，求得的m 值，用分析公式计算过余温度分布，过余温度最低值处的位置及其值，并于实测结果比较。
二、实验原理具有对流换热的等截面伸展体，当长度与横截面之比很大时（常物性），其导热微分方程式为：0222=-θθm dx d fU m λα=式中：θ——过余温度= t-t f （℃）；t ——伸展体温度（℃）；t f ——伸展体周围介质的温度（℃）；α——空气对壁面的换热系数（W/m 2∙℃）； U ——伸展体周长，本试验中U=πd 0（m ）； f ——伸展体截面积，本试验中)(4220i d d f -=π（m 2）； 导热微分方程式0222=-θθm dxd 的通解为：mx mxe c e c -+=21θ（1） 或：)()(21mx sh A mx ch A +=θ（2）21,c c ，21,A A 可由边界条件确定。
二端为第一类边界条件时 X=0 1θθ= X=L 2θθ=代入（2）11211)0()0(θϑ=⇒+=A sh A ch A )()()()(122212mL sh mL ch A mL sh A mL ch A θθθ-=⇒+=得：)}()]([{)(1)]()()()()([)(1)()()()(21211121mx sh x L m sh mL sh mx sh mx sh mL ch mL sh mx ch mL sh mx Sh mL Sh mL Ch mx ch θθθθθθθθθ+-=+-=-+=（3）则： )]}([)({)(12x L m ch mx ch mL sh mdx d --=θθθ （4）)]([)(120mL ch mL sh mdx d x θθθ-==（5）])([)(12θθθ-==mL ch mL sh mdxd Lx（6）过余温度θ最低点的位置X min 由0=dxd θ求得； 式（4）中：0)(≠mL sh m 0=dxd θ即 0)]([)(12=--x L m ch mx ch θθ得)()()()()()()]([12mx ch mx sh mL sh mx ch mL ch mx ch x L m ch ∙-∙=-=θθ由此得到)()()(12mL sh mL ch mx th θθ-=得： X min =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-)()(112mL sh mL ch arcth m θθ （7）X=0处导热量)]([)(1201mL ch mL sh mfdxd fx θθλθλ--=-=Φ=（8）X=L 处导热量])([)(122θθλθλ--=-=Φ=mL ch mL sh mfdxd fLx（9）伸展体总散热量]1)()[()(]}1)([]1)([{)(212121-+=-+-=Φ-Φ=ΦmL ch mL sh mf mL ch mL ch mL sh mfθθλθθλ（10）由中点及二端的过余温度 即： X=0 1θθ=2LX =2/L θθ=X=L 2θθ=可求得对应于伸展体工作条件下的m 值，利用（3）式)]2/()2/([)(212/mL sh mL ch mL sh mL θθθ+=（11）因：)2()2(2)22()(Lm ch L m sh L m L m sh mL sh ∙∙=∙+∙=则（11）式成为：)2/(2212/mL ch L θθθ+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2/2122L arcch L m θθθ （12）三、实验仪器风道、风机、试验元件、主付加热器、测温热电偶等。
对流传热实验报告
一、实验目的1. 理解对流传热的基本原理和影响因素。
2. 掌握对流传热系数的测定方法。
3. 通过实验，验证对流传热理论，并分析实验数据。
二、实验原理对流传热是指流体（如气体或液体）在流动过程中，由于流体各部分之间的温度差异而引起的热量传递。
对流传热系数是描述对流传热能力的一个重要参数，其数值越大，对流传热能力越强。
实验中，采用套管换热器作为对流传热的实验装置，以环隙内流动的饱和水蒸汽加热管内空气。
水蒸汽和空气间的传热过程由三个传热环节组成：水蒸汽在管外壁的冷凝传热，管壁的热传导以及管内空气对管内壁的对流传热。
对流传热系数α可以通过以下公式计算：α = (Q/A) / (ΔT/L)其中，Q为管内传热速率，W；A为管内换热面积，m²；ΔT为管内流体进出口温度差，℃；L为管长，m。
三、实验器材1. 套管换热器：内管为紫铜管，外管为不锈钢管。
2. 水蒸汽发生器：用于产生饱和水蒸汽。
3. 空气压缩机：用于产生压缩空气。
4. 温度计：用于测量流体进出口温度。
5. 流量计：用于测量流体流量。
6. 计时器：用于记录实验时间。
四、实验操作（步骤）1. 将套管换热器安装在实验装置上，连接好水蒸汽发生器和空气压缩机。
2. 调节水蒸汽发生器和空气压缩机的参数，确保实验过程中流体流量稳定。
3. 测量并记录流体进出口温度、流量和管长等参数。
4. 开启水蒸汽发生器和空气压缩机，启动实验装置。
5. 在实验过程中，定时测量并记录流体进出口温度、流量和管长等参数。
6. 停止实验，整理实验数据。
五、数据记录与整理根据实验步骤，记录以下数据：1. 管内径di（m）2. 管长Li（m）3. 冷流体（空气）入口温度t1（℃）4. 冷流体（空气）出口温度t2（℃）5. 热流体（水蒸汽）温度（℃）6. 流量（m³/h）7. 时间（min）根据实验数据，计算对流传热系数α：α = (Q/A) / (ΔT/L)其中，Q为管内传热速率，W；A为管内换热面积，m²；ΔT为管内流体进出口温度差，℃；L为管长，m。
化工原理实验之对流传热实验
化工原理实验之对流传热实验化工原理实验报告之传热实验学院学生姓名专业学号年级二Ο一五年十一月一、实验目的1.测定冷空气—热蒸汽在套管换热器中的总传热系数K；2.测定空气或水在圆直管内强制对流给热系数；3.测定冷空气在不同的流量时，Nu与Re之间的关系曲线，拟合准数方程。
二、实验原理（1）冷空气-热蒸汽系统的传热速率方程为mt KA Q ∆= )ln(2121t t t t t m ∆∆∆-∆=∆，11t T t-=∆，22t T t -=∆)(21t t C V Q p -=ρ式中，Q —单位时间内的传热量，W ;A —热蒸汽与冷空气之间的传热面积，2m ，dl A π=; m t ∆—热蒸汽与冷空气之间的平均温差，℃或K K —总传热系数，)℃/(2⋅m W ； d —换热器内管的内直径，d =20mm l —换热器长度，l =1.3m ；V —冷空气流量，s m /3；pC 、ρ—冷空气密度，3/m kg 空气比热，kg J /;21t t 、—冷空气进出换热器的温度，℃； T —热蒸汽的温度，℃。
实验通过测量热蒸汽的流量V ，热蒸汽进、出换热器的温度T 1和T 2 （由于热蒸汽温度恒定，故可直接使用热蒸汽在中间段的温度作为T ）,冷空气进出换热器的温度t 1和t 2，即可测定K 。
（2）热蒸汽与冷空气的传热过程由热蒸汽对壁面的对流传热、间壁的固体热传导和壁面对冷空气的对流传热三种传热组成，其总热阻为：2211111d h d d bd h K m ++=λ 其中,21h h 、—热空气，冷空气的给热系数，)℃/(⋅m W ；21d d d m 、、—内管的内径、内外径的对数平均值、外径，m ； λ—内管材质的导热系数，)℃/(⋅m W 。
在大流量情况下，冷空气在夹套换热器壳程中处于强制湍流状态，h2较大，221d h d 值较小；λ较大，md dλ1值较小，可忽略，即 1h K ≈（3）流体在圆形直管中作强制对流时对管壁的给热系数关联式为n m C Nu Pr Re '=。
传热学实验(导热,对流)-2015
实验一 稳态球体法测粒状材料的导热系数测定实验球体法测材料的导热系数是基于等厚度球状壁的一维稳态导热过程，它特别适用于粒状松散材料。
球体导热仪的构造依球体冷却的不同可分为空气自由流动冷却和恒温液体强制冷却两种。
本实验属后一种恒温水冷却液套球体方式。
一、实验原理图1所示球壁的内外直径分别为d 1和d 2（半径为r 1和r 2）。
设球壁的内外表面温度分别维持为t 1和t 2，并稳定不变。
将傅里叶导热定律应用于此球壁的导热过程，得drdt FQ λ-=dr dtr 24πλ∙-= W （1）边界条件为：r=r 1 t=t 1 r=r 2 t=t 2 由于在不太大的温度范围内，大多数工程材料的导热系数随温度的变化可按直线关系处理，对式（1）积分并代入边界条件，得)(2121t t d d Q m-=δλπ W （2） 或 )(2121t t d d Q m -=πδλ W/(m ·℃) （3）图 1 原理图式中 δ——球壁之间材料厚度，δ=（d 2-d 1）/2，m ；λm ——t m =(t 1+t 2)/2时球壁之间材料的导热系数； VI Q =V ——加热电压，伏特V ； I ——加热电流，安培A ；1t ——内球外壁温度，℃； 2t ——外球内壁温度，℃。
因此，实验时应测出内外球壁的温度t 1和t 2，然后可由式（3）得出t m 时材料的导热系数λm 。
测定不同t m 下的λm 值，就可获得导热系数随温度变化的关系式。
二、实验设备导热仪本体结构及量测系统示意图如图2所示。
图2体结构及量测系统示意图本体由两个同心球组成。
内球为黄铜厚壁空心球体，壳外径d1，球内布置热电偶、加热器及绝缘导热介质；外球为两个厚0.5~1mm的不锈钢薄壁球壳组成，内球壳内径d2，内外球壳之间充有流动的恒温水，以保持d2温度基本不变。
外球d2内壁壁与内球d1之间均匀充填粒状散料。
一般d2为150~200mm，d1为70~100mm，故充填材料厚为50mm左右，内球中电加热器加热，它产生的热量将通过球壁充填材料导至外球壳。
对流传热实验实验报告
对流传热实验实验报告一、实验目的对流传热现象在工业生产和日常生活中广泛存在，深入理解对流传热的原理和规律对于优化传热过程、提高能源利用效率具有重要意义。
本次对流传热实验的主要目的包括：1、测定空气在圆形直管内强制对流传热的表面传热系数，并与经验关联式的计算值进行比较，加深对对流传热基本原理的理解。
2、了解实验设备的结构和工作原理，掌握实验数据的测量和处理方法。
3、观察和分析影响对流传热系数的因素，如流速、温度等。
二、实验原理对流传热是指流体与固体壁面之间的热量传递过程。
在强制对流情况下，流体的流速对传热系数有着显著的影响。
根据牛顿冷却定律，对流传热的热流量＄＼Phi$ 可以表示为：＄＼Phi ＝ hA\Delta T$其中，＄h$ 为表面传热系数，＄A$ 为传热面积，＄＼Delta T$ 为壁面与流体之间的温差。
对于圆形直管内的强制对流传热，表面传热系数可以通过经验关联式计算。
在本次实验中，采用迪图斯贝尔特（DittusBoelter）关联式：＄Nu ＝ 0023Re^｛08}Pr^｛n}＄其中，＄Nu$ 为努塞尔数，＄Re$ 为雷诺数，＄Pr$ 为普朗特数，＄n$ 的取值取决于流体的加热或冷却情况，加热时＄n ＝ 04$，冷却时＄n ＝ 03$。
努塞尔数、雷诺数和普朗特数的定义分别为：＄Nu ＝＼frac{hd}｛k}＄＄Re ＝＼frac{ud\rho}｛＼mu}＄＄Pr ＝＼frac{＼mu C_{p}｝｛k}＄其中，＄d$ 为管道内径，＄k$ 为流体的热导率，＄u$ 为流体流速，＄＼rho$ 为流体密度，＄＼mu$ 为流体动力粘度，＄C_{p}＄为流体定压比热容。
通过测量流体的流速、温度、压力等参数，可以计算出雷诺数、普朗特数和温差，进而求得表面传热系数的实验值。
将实验值与关联式的计算值进行比较，可以验证关联式的准确性，并分析误差产生的原因。
三、实验设备本次实验所使用的对流传热实验装置主要由风机、风道、电加热管、圆形直管、测温热电偶、压差计、流量计等组成，如图 1 所示。
2-13.具有对流换热条件的伸展体传热特性试验
§2-13 具有对流换热条件的伸展体传热特性试验工程中有许多热量沿着细长突出物体传递的问题。
它的基本特征是：某种细长形状的物体，从某温度的基面伸向与其温度不同的流动介质中，热量从基面沿着突出方向传递的同时，还通过表面与流体进行对流换热。
因而沿突出物体的伸展方向温度也相应地变化。
本实验试测量一等截面的伸展体，在与流体间进行对流换热的条件下，沿伸展体的温度变化。
一、实验目的及要求通过实验和对实验数据的分析，使我们更深入地了解伸展体传热的特性，并掌握求解具有对流换热条件的伸展体传热特性的方法。
二、基本原理具有对流换热的等截面伸展体，当长度与横界面之比很大时其导热微分方程式为： 2220d m dxθθ-= （1） 式中：x —中空圆环柱状伸展体沿管长方向的坐标θ—过余温度，f t t θ=-；t —伸展体温度，忽略径向混差，近似看作x 的函数；f t —伸展体周围介质（空气）的温度，也是x 的函数；m —系数，m = α—空气对壁面的换热系数（()2O W m C ⋅）； u —伸展体外周长，本实验中0u d π=，0d 为伸展体管外径；f —伸展体的横截面积，()22014f d d π=-，1d 为伸展体管内径；λ—伸展体材料导热系数；伸展体内的温度分布规律，由边界条件和m值确定（试推导该方程）。
三、实验装置及测量系统本试验装置由风道、风机、试验元件、主付加热器、测温热电偶等组成。
实验装置系统见图2-13-1。
图2-13-1 伸展体传热特性实验装置及测量系统简图（实际装置与该图有出入）1.风机2.风道3.等截面伸展体4.主加热器5.测温热电偶6.附加热器7.热电偶拉杆及标尺8.热电偶冷端9.电位差计10.电压表 11.风机变速开关 12.调压变压器试件是一根紫铜管，放置在一风道中，有风机和风道造成空气均匀地横向流过管子表面的对流换热条件。
管子表面各处的换热系数基本上是相同的。
管子两端装有加热器，以维持两端处于所要求的温度状况。
换热器特性实验报告
一、实验目的本次实验旨在通过实际操作和数据分析，了解换热器的基本工作原理和操作方法，掌握换热器传热系数的测量方法，并分析不同类型换热器的传热特性。
二、实验原理换热器是利用固体壁面实现两种流体之间热量交换的设备。
根据换热器结构和工作原理的不同，可分为多种类型，如套管式换热器、板式换热器、管壳式换热器等。
本实验主要研究套管式换热器和板式换热器的传热特性。
三、实验仪器与材料1. 套管式换热器2. 板式换热器3. 温度计4. 流量计5. 水泵6. 加热器7. 计算器8. 实验数据记录表四、实验步骤1. 套管式换热器实验（1）将加热介质（水）进入传热侧管束，另一侧进入冷却水。
（2）打开水泵，调节流量和温度，使系统达到稳定状态。
（3）测量进出口流量和温度，记录实验数据。
（4）根据实验数据，计算套管式换热器的传热系数。
2. 板式换热器实验（1）将加热介质（水）进入板式换热器的加热侧，另一侧进入冷却水。
（2）打开水泵，调节流量和温度，使系统达到稳定状态。
（3）测量进出口流量和温度，记录实验数据。
（4）根据实验数据，计算板式换热器的传热系数。
五、实验结果与分析1. 套管式换热器实验结果根据实验数据，套管式换热器的传热系数为h1 = 250 W/m²·K，与理论值相比，误差较小。
2. 板式换热器实验结果根据实验数据，板式换热器的传热系数为h2 = 350 W/m²·K，与理论值相比，误差较小。
通过对比分析，发现板式换热器的传热系数略高于套管式换热器。
这是因为板式换热器具有较大的传热面积和较小的流动阻力，有利于提高传热效率。
六、结论1. 通过本次实验，我们了解了换热器的基本工作原理和操作方法，掌握了传热系数的测量方法。
2. 套管式换热器和板式换热器在传热系数方面具有较好的性能，且板式换热器的传热系数略高于套管式换热器。
3. 换热器在实际应用中，应根据具体工况和需求选择合适的换热器类型，以提高传热效率和降低能耗。
传热学实验(导热,对流)-2015解析
实验一 稳态球体法测粒状材料的导热系数测定实验球体法测材料的导热系数是基于等厚度球状壁的一维稳态导热过程，它特别适用于粒状松散材料。
球体导热仪的构造依球体冷却的不同可分为空气自由流动冷却和恒温液体强制冷却两种。
本实验属后一种恒温水冷却液套球体方式。
一、实验原理图1所示球壁的内外直径分别为d 1和d 2（半径为r 1和r 2）。
设球壁的内外表面温度分别维持为t 1和t 2，并稳定不变。
将傅里叶导热定律应用于此球壁的导热过程，得drdt FQ λ-=dr dtr 24πλ∙-= W （1）边界条件为：r=r 1 t=t 1 r=r 2 t=t 2 由于在不太大的温度范围内，大多数工程材料的导热系数随温度的变化可按直线关系处理，对式（1）积分并代入边界条件，得)(2121t t d d Q m-=δλπ W （2） 或 )(2121t t d d Q m -=πδλ W/(m ·℃) （3）图 1 原理图式中 δ——球壁之间材料厚度，δ=（d 2-d 1）/2，m ；λm ——t m =(t 1+t 2)/2时球壁之间材料的导热系数； VI Q =V ——加热电压，伏特V ； I ——加热电流，安培A ；1t ——内球外壁温度，℃； 2t ——外球内壁温度，℃。
因此，实验时应测出内外球壁的温度t 1和t 2，然后可由式（3）得出t m 时材料的导热系数λm 。
测定不同t m 下的λm 值，就可获得导热系数随温度变化的关系式。
二、实验设备导热仪本体结构及量测系统示意图如图2所示。
图2体结构及量测系统示意图本体由两个同心球组成。
内球为黄铜厚壁空心球体，壳外径d1，球内布置热电偶、加热器及绝缘导热介质；外球为两个厚0.5~1mm的不锈钢薄壁球壳组成，内球壳内径d2，内外球壳之间充有流动的恒温水，以保持d2温度基本不变。
外球d2内壁壁与内球d1之间均匀充填粒状散料。
一般d2为150~200mm，d1为70~100mm，故充填材料厚为50mm左右，内球中电加热器加热，它产生的热量将通过球壁充填材料导至外球壳。
国外对流换热测试方法-概述说明以及解释
国外对流换热测试方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述热传递是许多工程和科学领域中的重要问题，对流换热则是热传递中至关重要的一部分。
国外对流换热测试方法在研究和应用领域得到了广泛的关注和应用。
对流换热是指通过流体的对流传输热量的过程，它包括自然对流和强迫对流两种模式。
自然对流是通过流体密度差异产生的热对流传热；而强迫对流是通过对流流体的力学作用引起的热传递。
国外对流换热测试方法的重要性在于它们可以帮助我们更好地了解和预测热传递过程，为工程设计和优化提供依据。
通过对不同流体、不同材料和不同工况下的对流换热进行测试和分析，可以得到丰富的实验数据和相关参数，从而揭示传热规律和机制。
国外对流换热测试方法在过去几十年中得到了快速发展和改进。
传统的测试方法，如热平衡法、温度场观测法和温度均匀法，以及近年来兴起的先进方法，如红外热像仪技术和数值模拟方法，都在不断完善和创新。
本文将详细介绍国外对流换热测试方法的要点和应用。
首先，我们将概述国外对流换热测试方法的基本原理和分类，然后重点介绍其中的两个要点，包括测试方法的选择和测试技术的应用。
最后，我们将总结国外对流换热测试方法的发展趋势并展望其未来可能的应用领域。
通过对这些要点的深入研究和探讨，我们可以更好地理解国外对流换热测试方法的原理和应用，并为我国相关领域的研究和工程设计提供有益的参考和借鉴。
同时，我们也希望通过本文的撰写能够促进国内对流换热测试方法的进一步研究和发展，为我国的科研和工程实践做出贡献。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以是以下内容：文章结构：本文将从引言、正文和结论三个方面来详细介绍国外对流换热测试方法。
在引言部分，首先会对本文的主题进行概述，然后介绍文章的结构，最后明确本文的目的。
接下来，在正文部分，将会详细介绍国外对流换热测试方法的要点1和要点2。
在结论部分，将对本文内容进行总结，并展望未来可能的研究方向。
通过以上这样的文章结构安排，读者能够清晰地了解文章的整体框架和内容安排。
对流传热的实验研究
对流传热的实验研究热是一种能量的传递方式，而传热则是热能从高温区向低温区传递的过程。
在日常生活中，我们经常会遇到各种与传热相关的现象，比如热水壶里的水会逐渐变凉，夏天的风扇能够给人带来凉爽的感觉等等。
这些现象背后隐藏着许多有趣的科学原理，通过实验研究，我们可以更深入地了解传热的规律。
一、对流传热实验的基本原理对流传热是指热能通过流体的对流传递。
在对流传热实验中，我们通常使用液体或气体作为传热介质。
液体和气体的分子之间存在着不断的热运动，当液体或气体受热时，其分子的热运动会加剧，分子之间的距离也会变大，从而导致液体或气体的密度减小，形成热胀冷缩的现象。
这种现象会引起流体的对流运动，从而实现热能的传递。
二、自然对流传热实验自然对流传热是指在无外力作用下，由于密度差异引起的对流传热现象。
一个常见的自然对流传热实验是通过热水和冷水的混合来观察热能的传递过程。
实验中，我们可以准备两个容器，一个装满热水，一个装满冷水。
然后将两个容器的液体缓慢地倒入一个较大的容器中，观察液体的混合过程。
我们会发现，热水和冷水混合后，整个容器中的温度会逐渐均匀起来。
这是因为热水和冷水之间存在着温度差异，热水的密度较小，冷水的密度较大，所以热水会上浮，冷水会下沉，形成对流运动，从而实现热能的传递。
三、强制对流传热实验强制对流传热是指在外力的作用下，通过强制流体的对流运动来实现热能的传递。
一个常见的强制对流传热实验是通过使用电热丝和风扇来观察热能的传递过程。
实验中，我们可以将一个电热丝放置在一个封闭的容器中，并在容器的一侧安装一个风扇。
当电热丝通电时，它会产生热量，使容器内的空气温度升高。
同时，风扇会将热空气吹向容器的另一侧，形成强制对流运动。
我们可以通过测量不同位置的温度来观察热能在容器内的传递过程。
通过这个实验，我们可以发现，随着时间的推移，容器内的温度会逐渐均匀起来。
这是因为电热丝产生的热量会使空气温度升高，而风扇的作用会将热空气吹向容器的其他部分，从而实现热能的传递。
对流传热系数测定实验(对华理设备)
Q W
∆tm ℃
∆tmh ℃
∆tmc ℃
K×10-2 W／m2 ℃
αc×10-3 W／m2 ℃
其关联式可采用迪图斯-贝尔特公式描述，即 0.8 n Nu = A Re m Pr n （经验式为 Nu = 0.023 Re Pr
式中：Nu---努塞乐特准数，Nu=αid/λ ； Re---雷诺准数，Re=duρ/μ ； Pr---普朗特准数，Pr=CP· μ/λ； A、m、n---常数。 当流体被加热时，n=0.4；当流体被冷却时，n=0.3。 上式适用于流体与管壁温差不大的场合，对于气体，其温差不超过50℃ ； 对于水，温差不大于20-30℃ ；对于黏度随温度变化较大的油类其值不超 过10℃ 。上式的其他适用的条件为：Re=1.0×104~1.2×105，Pr=0.7~120, 管长与管内径之比l/d≥60。所采用的特征长度为管内径d，定性温度为流 体的平均温度（即管道进、出口截面平均温度的算术平均值）。
对流传热的概念
在工业生产中，传热过程基本方式： 在工业生产中，传热过程基本方式： 1.直接接触式传热 1.直接接触式传热 2.间壁式传热 是一种常用的换热设备， 间壁式传热： 2.间壁式传热：是一种常用的换热设备，如列 管式换热器。其热流体借助于传热壁面， 管式换热器。其热流体借助于传热壁面，将热量传 递给冷流体。 递给冷流体。 3.蓄热式传热。（图例 蓄热式传热。（图例） 3.蓄热式传热。（图例） 影响换热器传热速率的参数有：传热面积、平 均温度和传热系数。
= 0.95
对于短管（管长与管径之比l/d<50） 对于短管（管长与管径之比l/d<50）内的强制对 l/d<50 流传热， 流传热，由于其全部或绝大部分的管段处于热边界层 尚未充分发展的入口段。因此， 尚未充分发展的入口段。因此，在计算对流传热系数 时应进行入口效应的修正， 时应进行入口效应的修正，即
对流换热系数的测定方法
对流换热系数的测定方法实验传热学对流换热系数测定方法总结对流换热系数测定方法总结目录一、前言...................................................................... ...................................... 2 二、管内对流换热系数的瞬态测量法 ........................................................... 3 三、窄环隙流道强迫对流换热实验 (4)四、双侧加热窄环隙流道强迫对流换热实验 (5)五、无相变流体在内斜齿螺旋槽管内强化对流换热实验 (6)六、基于集总参数法的瞬态对流换热系数测定 (8)七、总结...................................................................... .................................... 10 八、参考文献 ..................................................................... .. (11)1一、前言工程上把流体流过一个物体表面时流体与物体表面间的热量传递过程称为对流传热。
对流传热的基本计算式是牛顿冷却公式，及分别为q,h(t,t)ttwwff 2壁面温度和流体温度，即为表面传热系数，单位是。
表面传热系数W/(m,K)h 的大小与对流换热过程中的许多因素有关。
它不仅取决于流体的物性以及换热表面的形状、大小与布置，而且还与流速有密切的关系。
牛顿冷却公式并不是揭示影响表面传热系数的种种复杂因素的具体关系式，而仅仅给出了表面传热系数的定义。
确定对流换热系数h有两条途径:一是理论解法;一是实验解法。
理论解法是在所建立的边界层对流传热微分方程的基础上，通过教学分析解法、积分近似解法、数值解法和比拟解法求得对流传热系数h的表达式或数值。
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五．具有对流换热条件的伸展体传热特性实验
一、实验目的
通过本实验和对实验数据的分析，加深对传热学教学内容的理解，掌握和了解伸展体传热的特性和求解具有对流换热条件的方法。
二、实验方法与设备
1. 设备的组装
将位于箱体风道中部的伸展体试验的封头取下，将图4所示的伸展体试件按铜管表面的刻线贴好热电偶（用单独的热电偶组）后插入风道，并使热电偶在背风处，如图16所示。
将单独一组10对的热电偶接入热电偶组（一）接口，将伸展体试件的加热导线接入位于面板最右端的接线柱。
图16 伸展体试件安装于风道内
2. 实验原理
本实验所用试件为一圆紫铜管，其外径0d =19mm ，内径1d =17mm ，长度L=260mm ，具有对流换热的等截面伸展体(常物性)，如图17所示，取导热微分方程为：
图17 等截面伸展体对流换热示意图
0222=-θϑm dx
d (1) 式中：m ——系数，c
A hp m λ=， (m 1) θ——过余温度，f t t -=θ， (℃)；
t ——伸展体温度， (℃)；
f t ——伸展体周围介质温度， (℃)；
h ——空气对壁面的表面传热系数，(c
m W ο⋅2)； p ——横截面的周长，0d p π=，(m )；
λ——空气的导热系数，（m.℃）
c A ——伸展体横截面面积，4)
(10d d A c -=π，(2
m )； 伸展体内的温度分布规律取决于边界条件和m 值得大小。
本实验采用的试件两端为第一类边界条件，即：
f w f
w t t L x t t x -===-===2211,,0ϑϑϑϑ ； (2)
由此，试件内的温度分布规律为式(3)，伸展体在壁面1和壁面2的热流量分别用式(4)和式(5)计算。
伸展体表面和流体之间的对流换热量用式(6)计算。
)()]
([)(12mL sh x L m sh mx sh -+=ϑϑϑ (3)
)
(])([)(2101mL sh mL ch m A dx d A c x c θϑλθλφ-=== (4) )
()]([)(212mL sh mL ch m A dx d A c L x c θϑλθλφ-=== (5) )(]1)()[(2121mL sh mL ch m
A c --=-=θϑλφφφ (6) 根据0=dx
d θ，可寻求过余温度最低值处的位置m in x })(/]/)([{12min m
mL sh mL ch arcth x θθ-= (7) 3. 实验过程、数据的测量和整理
被测试验件被安置在风道中，当风机运行后，气流均匀地横向流过管子表面，由于被测试验件是均质的，因此，其表面传热系数基本相同。
在被测件两端装有阻值基本相等的加热器，并且处于串联状态。
调整输出功率，使被测实验件两端的温度控制在设定状态下。
待工况稳定后，逐点测量不同位置上的热电偶的电势值并记录在实验报告的表格内，按以下步骤处理结果：
(1)、用测得的不同位置上的过余温度数据求出实验条件下的m 值和h 值；
(2)、根据实验条件下得到的m ，用分析公式计算：
A 、过余温度分布；
B 、过余温度分布最低值处的位置及其数值；
C 、与实测结果进行比较。
具体做法为：
由式(3)可知，所测得的过余温度分布线与某一m 值相对应，而m 又与h 值有一定的关系(c
A hp m λ=)。
若任取三点c b a ,,，b 且为ac 的中点，则有如下关系： ac b c a L arcch m /)]2/()[(2θθθ+= (8)
式中：ac L ——为c a ,点之间的距离。
取h 的平均值，即：
∑
=n h h i (9) 将其代入c
A hp m λ=，即可求得m 值，再将其代入(3)，就可求出过余温度θ沿管长方向的理论分布，并与实际结果进行对比。
实验时，为了改变空气对管壁的表面传热系数，可调整风机电机的输入工作电压，使风机的输出气流量改变，从而使流过管子表面的流速发生变化。
数据按附表整理：
三、编写试验报告内容
实验报告是实验全过程的总结，其包括如下内容：
1、实验任务：试材名称、规格、要求测定的工况范围；
2、实验设备：名称、工作原理简述、测量仪表型号与精度、设备简图；
3、实验过程：操作过程和步骤、实验过程发生不正常现象的解决方法；
4、数据整理：原始数据记录表、计算结果；
5、讨论：实验结果的不确定度分析。