清华传热学综合换热实验台实验指导书
传热学综合试验指导书
传热学综合实验指导书李长仁富丽新编写沈阳航空工业学院动力工程系2004．01实验一空气纵掠平板时参数的测定流体纵掠平板是对流换热中最典型的问题，总是被优先选作教学中对流换热的对象，是可以分析求解的最简单情况，可以籍此阐明对流换热的原理和基本概念。
本实验应用空气纵掠平板对流换热装置完成以下三个实验：1.空气纵掠平板时局部换热系数的测定；2.空气纵掠平板时流动边界层内的速度分布；3.空气纵掠平板时热边界层内的温度分布。
一空气纵掠平板时局部换热系数的测定1.实验目的1)流体纵掠平板是对流换热中最典型的问题之一，通过空气纵掠平板时局部换热系数的测定，加深对对流换热基本概念和规律的理解。
2)通过对实测数据的整理，了解局部换热系数沿平板的变化规律，分析讨论其变化原因。
3)了解实验装置的原理，学习对流换热实验研究方法和测试技术。
2.实验原理恒热流密度下，沿板长局部换热系数改变，联系着壁温沿板长也变化，因此就存在纵向导热。
同时壁温不同向外界辐射散热也不同。
为了确定对流换热系数，必须考虑纵向导热和辐射的影响。
图1微元片热平衡分析对平板上不锈钢片进行热分析，取其微元长度dx，如图1所示，在稳定情况下的热平衡：电流流过微左侧导入右侧导对流传给辐射散对板体元片的发热 + 热量 = 出的热 + 空气的热 + 失的热 + 的散热量Qδ/Q g Q cdin量Q cdout量Q cv量Q R量Q cd各项可分别写为：dx L VI dx b q Q v g ⎪⎭⎫⎝⎛=⋅⋅⋅=2δx s cdin dxdT b Q |⋅⋅⋅-=δλ ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅⋅-=⋅⋅⋅-=+dx dx dT dx d dx dT b dx dT b Q s dx x s cdout δλδλ| ()bdx T T Q f x cv -=α()bdx T T Q f b R 44-=εσ0=cd Q式中： b ─片宽,m δ─片厚,m L ─平板长度,m V ─不锈片两端电压降,V I ─流过不锈钢片的电流量,Iq v ─电流产生的体积发热值λs ─不锈钢片的导热系数,w/(m •℃)T ─不锈钢片壁温,K T f ─空气来流温度,Kαx ─离板前缘x 处的局部换热系数,w/(m 2•℃) ε─不锈钢片黑度σb ─斯蒂芬波尔兹曼常数=5.67×10-8,w/(m 2·K 4) 代入微元片热平衡式后得出局部换热系数的表达式：()ff b s x T T T T dx Td bL VI ---+=44222εσδλα (1) 上式中V 、I 、T 、T f 均可由测试得到，但由于壁温T 随x 变化，只能用作图法求d 2T /dx 值。
热工“传热学”实验安排与实验指导书
热工“传热学”实验安排与实验指导书12科热工“传热学”实验安排一、时间：2014.12.15下午2：00 学号1-22号2014.12.15上午4：00 学号23-44号二、地点：新校区A4楼411三、内容：实验一球体法粒状材料的导热系数的测定实验二套管换热器液-液换热实验实验三中温辐射黑度的测定四、要求1．实验前应预习与实验有关的教材内容和实验指导书，写出预习报告。
2、按时参加实验。
3．实验时应严肃认真、一丝不苟，并作好记录。
4．实验结束时，经指导教师审阅实验记录后，方可结束实验。
5．按规定格式认真填写实验报告，并按期交出。
《传热学》实验指导书周露亮编20xx年11月1目录实验要求 (3)实验一球体法粒状材料的导热系数的测定 (4)实验二套管换热器液-液换热实验 (8)实验三中温辐射黑度的测定 (11)附录1 铜－康铜热电偶分度表 (15)附录2 精密数字温度温差仪使用方法 (16)2实验要求1．实验前应预习与实验有关的教材内容和实验指导书，了解实验目的、实验原理和实验要求，做到心中有数。
2．在实验室要首先熟悉实验装置的构造特点、性能和使用方法，使用贵重仪器时需得到指导教师的许可，方可动用。
3．实验时应严肃认真、一丝不苟，细致地观察实验中的各种现象，并作好记录，通过实验，训练基本操作技能和培养科学的工作作风。
4．实验结束时，学生先自行检查全部实验记录，再经指导教师审阅后，方可结束实验。
5．学生实验时，如出现实验仪器损坏情况，应及时向指导教师报告。
6．按规定格式认真填写实验报告，并按期交出。
3实验一球体法粒状材料的导热系数的测定一、实验目的1. 巩固稳定导热的基本理论，学习球体法测定物质的导热系数的实验方法；2. 实验测定被测材料的导热系数λ；3. 绘制出材料导热系数λ与温度t的关系曲线。
二、实验原理加热圆球（见图1）由两个壁厚1.2毫米的大小同心圆球（1）组成。
小球内装有电加热器（2）用来产生热量。
《传热学》实验指导书
传热学实验指导书XX大学XX学院XX系二〇一X年X月一、导热系数的测量导热系数是反映测量热性能的物理量，导热是热交换三种基本形式之一，是工程热物理、材料科学、固体物理及能源、环保等各研究领域的课题之一。
要认识导热的本质特征，需要了解粒子物理特性，而目前对导热机理的理解大多数来自固体物理实验。
材料的导热机理在很大程度上取决于它的微观结构，热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动以及电子的迁移，在金属中电子流起支配作用，在绝缘体和大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。
因此，材料的导热系数不仅与构成材料的物质种类有关，而且与它的微观结构、温度、压力及杂质含量相联系。
在科学实验和工程设计中所采用材料导热系数都需要用实验方法测定。
1882年法国科学家J ·傅里叶奠定了热传导理论，目前各种测量导热系数的方法都是建立在傅里叶热传导定律的基础上，从测量方法来说，可分为两大类：稳态法和动态法，本实验是稳态平板法测量材料的导热系数。
【实验目的】1、了解热传导现象的物理过程2、学习用稳态平板法测量材料的导热系数3、学习用作图法求冷却速率4、掌握一种用热电转换方式进行温度测量的方法【实验仪器】1、YBF-3导热系数测试仪 一台2、冰点补偿装置 一台3、测试样品（硬铝、硅橡胶、胶木板） 一组4、塞尺 一把5、游标卡尺（量程200mm ） 一把6、天平（量程1kg ，分辨率0.1g ） 一台【实验原理】为了测定才材料的导热系数，首先从热导率的定义和它的物理意义入手。
热传导定律指出：如果热量是沿着Z 方向传导，那么在Z 轴上任一位置Z 0，处取一个垂直截面A （如图1）以dt/dz 表示Z 处的温度梯度，以dQ/d τ表示该处的传热速率（单位时间通过截面积A 的热量），那么传导定律可表示为：()0z z dz dt d dQ A =-==Φλτ 1-1式中的负号表示热量从高温向低温区传导（即热传导的方向与温度梯度的方向相反）。
传热学综合性实验指导书要点
《传热学》实验指导书黄金张国庆广东工业大学材料与能源学院实验指导书实验项目名称：两种传热方式性能参数的综合测定 实验项目性质：专业基础课实验（综合性实验） 所属课程名称：传热学 实验计划学时：4一、 实验目的1．熟悉在稳定热流条件下，用平板法测定导热系数的方法。
2．掌握在不同温度条件下，试材导热系数的测定。
3．了解确定导热系数与温度的变化关系。
4．了解对流换热的实验研究方法。
5．测定空气横向流动管簇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。
6．学习测量风速、温度、热量的基本技能。
二、 实验内容和要求实验测试内容分两部分进行，分别为平板法测定材料的导热系数、强迫对流管簇管外换热系数测定及中温物体辐射黑度测定。
1．第一部分测试内容－平板法测定材料的导热系数平板法是应用一维稳定导热过程的基本原理，测定绝热材料导热系数的实验测定方法之一。
本装置由的中心为一发热板，通电后发出热量Q=IV （W ）向两侧导热，如测得中心发热板和两侧冷板之间的温差t ∆，又已知试材厚度δ和试材的传热面积F F ，则可得试材的导热系数：t F VI ∆=2/δλ。
本实验装置由实验装置本体1～5，硅整流电源6，转换开关7，电位差计8等组成，见附图一所示。
热源板见附图二所示，为两块180×180mm 直接通电的薄膜发热板对称复合而成（可以视为均匀板），每块板对称复合而成可以分成9个60×60mm 的发热区。
以中心部位为测试区。
其余部分为保证一维导热的辅助加热区。
在热源板上装有铜—康铜电偶，以测出其温度。
冷侧均温板为附有二平行布置的蛇形冷却管的铜板。
二蛇形管内水流方向相反，以使冷侧板温度分布均匀。
在板上装有铜—康铜热电偶，以测出该处温度。
所有热电偶的电势、中心热源板的电压、通过标准电阻的电压降，都经过转换开关后由电位差计测量。
线路见附图三。
表1列出转换开关位置相对应的测量值。
热电偶冷端放于冰水瓶中。
《传热学》实验指导书
《传热学》实验指导书建筑环境与设备工程教研室实验一 强迫对流换热实验一、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：N u =f(R e 、P r 、、、、、、olo t o o o D P D P D B D D H /δn) (1) 式中：N u =γD h ∙为努谢尔特数；R e =γm o u D ∙=ηmo G D ∙ 为雷诺数；P r =h ν=λμ∙C 为普朗特数； H 、δ、B 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 ）和质量流量 （kg/m 2s ）， 且G m =u m •ρ。
λ、ρ、μ、γ、α为气体的特性值。
此外，换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，故其管外换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。
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。
传热学试验参考指导书
[实验一]用球体法测定粒状材料导热系数一、实验目1、巩固和深化稳态导热基本理论，学习测定粒状材料热导率办法。
2、拟定热导率和温度之间函数关系。
二、实验原理热导率是表征材料导热能力物理量，其单位为W/(m ·K)，对于不同材料，热导率是不同。
对于同一种材料，热导率还取决于它化学纯度，物理状态（温度、压力、成分、容积、重量和吸湿性等）和构造状况。
各种材料热导率都是专门实验测定出来，然后汇成图表，工程计算时，可以直接从图表中查取。
球体法就是应用沿球半径方向一维稳态导热基本原理测定粒状和纤维状材料导热系数实验办法。
设有一空心球体，若内外表面温度各为t 1和t 2并维持不变，依照傅立叶导热定律：drdtr dr dt Aλπλφ24-=-=（1） 边界条件2211t t r r t t r r ====时时（2）1、若λ=常数，则由（1）（2）式求得122121122121)(2)(4d d t t d d r r t t r r --=--=πλπλφ[W])(2)(212112t t d d d d --=πφλ[W/(m ·K)](3)2、若λ≠常数，（1）式变为drdtt r )(42λπφ-=（4） 由（4）式，得dt t r dr tt r r ⎰⎰-=2121)(42λπφ 将上式右侧分子分母同乘以（t 2－t 1），得)()(4121222121t t t t dtt rdr t t r r ---=⎰⎰λπφ(5) 式中1221)(t t dtt t t -⎰λ项显然就是λ在t 1和t 2范畴内积分平均值，用m λ表达即1221)(t t dtt t t m -=⎰λλ，工程计算中，材料热导率对温度依变关系普通按线性关系解决，即)1(0bt +=λλ。
因而，)](21[)1(21012021t t bt t dtbt t t m ++=-+=⎰λλλ。
这时，(5)式变为)(2)(4)(21211222121t t d d d d r drt t r r m --=-=⎰πφπφλ[W/(m ·K)]（6） 式中，m λ为实验材料在平均温度)(2121t t t m +=下热导率， φ为稳态时球体壁面导热量，21t t 、分别为内外球壁温度， 21d d 、分别为球壁内外直径。
传热学实验指导书
《传热学》实验指导书热工教研室编目录实验要求 (2)实验一球体法粒状材料的导热系数的测定 (3)实验二平板法导热系数的测定 (7)实验三套管换热器液-液换热实验 (12)实验四中温辐射黑度的测定 (16)附录1 铜－康铜热电偶分度表 (22)附录2 精密数字温度温差仪使用方法 (23)实验要求1．实验前应预习与实验有关的教材内容和实验指导书，了解实验目的、实验原理和实验要求，做到心中有数。
2．在实验室要首先熟悉实验装置的构造特点、性能和使用方法，使用贵重仪器时需得到指导教师的许可，方可动用。
3．实验时应严肃认真、一丝不苟，细致地观察实验中的各种现象，并作好记录，通过实验，训练基本操作技能和培养科学的工作作风。
4．实验结束时，学生先自行检查全部实验记录，再经指导教师审阅后，方可结束实验。
5．学生实验时，如出现实验仪器损坏情况，应及时向指导教师报告。
6．按规定格式认真填写实验报告，并按期交出。
实验一球体法粒状材料的导热系数的测定一、实验目的1.巩固稳定导热的基本理论，学习球体法测定物质的导热系数的实验方法；2.实验测定被测材料的导热系数λ；3. 绘制出材料导热系数λ与温度t的关系曲线。
二、实验原理加热圆球（见图1）由两个壁厚1.2毫米的大小同心圆球（1）组成。
小球内装有电加热器（2）用来产生热量。
大球内壁与小球外壁各设有三对铜-康铜热电偶（4）。
当温度达到稳定状态后，电加热器产生的热量全部通过中间的测试材料（3）传到外气。
1.大小同心球；2.电加热器；3.颗粒状试材；4.铜康铜热电偶；5.专用稳压电源；6.专用测试仪；7.底盘；8.UJ36a电位差计图1 加热圆球示意图测取小球的温度t1，t2，t3, 取其平均温度：T1=(t1+ t2+ t3)/3；测取大球的温度t4，t5, t6，取其平均温度：T2=(t4+ t5+ t6)/3；根据圆球导热公式：λ=[UI(1/ D1-1/D2)]/[2π（T1+ T2）]-----------(1); 式中：U——加热电压；I——加热电流；D1——小球直径；D2——大球直径；三、实验装置及主要技术指标实验装置YQF-1型导热系数测定仪的面板图见图2专用电源的面板图见图3图2 YQF-1型导热系数测定仪的面板图图3 专用电源的面板图1．电源开关；2．电源指示灯；3． 3.5位数显毫伏表；4．毫伏表调零电位器；5．补偿电压调节电位器；6．补偿按键；7．热电偶测量电压输出端；8．热电偶输入选择开关。
传热学实验指导书---实验一(本部)
实验一 非稳态法测量材料的导热性能实验一、实验目的1. 快速测量绝热材料的导热系数和比热。
2. 掌握使用热电偶测量温差的方法。
二、实验原理X图1 第二类边界条件无限大平板导热的物理模型本实验是根据第二类边界条件，无限大平板的导热问题来设计的。
设平板厚度为2δ。
初始温度为t 0，平板两面受恒定的热流密度q c 均匀加热（见图1）。
求任何瞬间沿平板厚度方向的温度分布t(x,τ)。
导热微分方程式、初始条件和第二类边界条件如下：22),(),(x x t a x t ∂∂=∂∂τττ初始条件 0)0,(t x t =边界条件x=0,0),0(=∂∂xt τX=δ,0),(=+∂∂λτδcq x t 方程的解为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+--=-∑∞=+1221220)exp(cos(2)1(63),(n o n n n n c F x x a q t x t μδμμδδδδλττq c式中： t —温度； τ—时间； t 0 — 初始温度；ɑ — 平板的导温系数； μn — n π n=1,2,3,……2δτa Fo =— 傅立叶准则； q c— 沿方向从端面向平板加热的恒热流密度；随着时间t 的延长，Fo 数变大，上式中级数和项愈小。
当Fo>0.5时，级数和项变得很小，可以忽略，上式变成：)612(),(220-+-=-δτδτλδτa a q t x t c 由此可见，当Fo>0.5后，平板各处温度和时间成线性关系，温度随时间变化的速率是常数，并且到处相同。
这种状态称为准稳态。
在准稳态时，平板中心面x=0处的温度为：)61(),0(20-=-δτλδτa q t t c 平板加热面X=δ处为：)31(),(20+-=-δτλδτδa q t t c 此两面的温差为：λδττδcq t t t 21),0(),(=-=∆如已知q c 和δ，再测出t ∆，就可以由上式求出导热系数：tq c∆=2δλ式中，λ—平板的导热系数，oW /(m C)⋅ cq —沿x 方向给平板加热的恒定热流密度，2W /mδ—平板的厚度，mt ∆—平板中心面x=0处和平板加热面x=δ处两面的温差，o C又，根据热平衡原理，在准稳态有下列关系：式中，F —平板的横截面积ρ—试件材料的密度C —试件材料的比热—准稳态时的温升速率由上式可求得比热为：实验时， 以试件中心处为准。
(一周用)2022综合实验指导书
（一周用）2022综合实验指导书实验二换热器换热性能实验一、实验目的1．测试换热器的换热能力；2．了解传热驱动力的概念以及它对传热速率的影响。
二、实验装置过程设备与控制多功能实验台三、基本原理换热器工作时，冷、热流体分别处在换热管的两侧，热流体把热量通过管壁传给冷流体，形成热交换。
当若换热器没有保温，存在热损失，则热流体放出的热量大于冷流体获得的热量。
热流体放出的热量为：Qtmtcpt(T1T2)式中：（3-1）Qt——单位时间内热流体放出的热量，kW；mt——热流体的质量流率，kg/；K，在实验温度范围内可视为常数；cpt——热流体的定压比热，kJ/kg·T1、T2——热流体的进出口温度，K或oC。
冷流体获得的热量为：Qmcp(t2t1)（3-2）式中：Q——单位时间内冷流体获得的热量，kJ/=kW；m——冷流体的质量流率，kg/；K，在实验温度范围内可视为常数；cp——冷流体的定压比热，kJ/kg·t1、t2——冷流体的进出口温度，K或oC。
损失的热量为：QQtQ(3-3)冷热流体间的温差是传热的驱动力，对于逆流传热，平均温差为tmt1t2ln(t1/t2)（3-4）式中：t1T1t2、t2T2t1。
本实验着重考察传热速率Q和传热驱动力tm之间的关系。
四、实验要求本实验由学生自己设计实验步骤，实验中的要求如下：1．学生根据装置自己设定冷、热流体的流程，然后打开相应阀门；2．离心泵使用前必须先灌泵，保证放净泵内空气；3．实验中建议热流体流量保持0.3L/不变，冷流体流量保持1.0L/不变；4．开始测试前必须先清空数据库；5．热水加热到设定温度值后，打开循环泵，使炉内水温均匀后，再使用；6．待冷流体的进出口温度t1、t2及热流体的出口温度T2稳定后记录数据；7．改变炉内的设定温度，重复操作。
8．写出实验报告。
9．以平均温差tm为横坐标，热流体放出的热量Qt和热损失Q分别为纵坐标作图，对所得曲线进行分析。
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。
传热学试验指导书解析
传热学实验指导书姓名：__________________________学号：__________________________专业班级： _____________________环境与能源工程学院实验中心1热电偶的制作与标定一、 实验目的1、 掌握镍铬一康铜热电偶制作方法；2、 掌握热电偶的标定方法。
二、 实验设备及原理1、 焊接设备：热电偶点焊机；2、 标定设备：热电偶校验仪；3、 其他设备：墨镜、钳子、剪刀、细砂纸、米尺等；4、 热电偶丝：0.2、0.5热电偶用康铜线、镍铬丝线。
热电偶是工业上最常用的一种测温元件，它是由两种不同的导体丝 A 和B ,焊接组成一个闭合回路而构成的。
其测温原理是基于 1821年塞贝克发现的热电现象，当两种不同的导 体A 和B 连接在一起构成一个闭合回路， 此时如果两个接点的温度不同时（如t >t o ）,那么在回路中就会产生热电动势， 如图1所示。
也就是说，热电偶是通过测量热电动势来实现测温的。
I ---- \ \ ---------- 1图1电热偶原理图A 、B 称为热偶丝，也称热电极。
当两接点处于不同温度时回路中就会产生热电势，放 置在被测温度为t 的介质中的接头，称为测量端（工作端） ；另一接头t o 成为参考端（或自由端）。
本实验采用镍铬-康铜（E 型）热电偶。
使用时应根据测温范围和工作条件选择偶丝材料和线径。
热电偶长度应根据工作端在介质中的插入深度来决定，通常为常用的贱金属热电偶材料有: 铜-康铜 （T 型） 镍铬-康铜（E 型） 镍铬-镍硅或镍铝（K 型）（常用于-200 C 到+400C 测温） （常用于-200 C 到+900C 测温）（常用于0C 到+1300C 测温）350〜2000毫米。
三、实验步骤热电偶的制作热电偶测量端的焊接方法采用电弧焊，该方法是利用高温电弧将热电偶测量端熔化成球状。
常用的有交流电弧焊和直流电弧焊两种。
交流电弧焊的装置如图2所示，这种专职一般23图2交流电弧焊装置制作步骤如下：1、焊接前仔细去掉热偶丝靠近待焊端部的绝缘层，然后将这两根被焊的热电极绞成如 图3的麻花状或两顶端并齐。
内科大传热学实验指导03综合传热性能实验
实验三综合传热性能实验一、实验目的1.了解热管换热器的工作原理，熟悉其使用方法。
2.掌握热管换热器换热量和传热系数的测试及计算方法。
二、实验原理及实验设备的结构热管换热器实验台的结构如下图所示：图中：1—翅片热管2—热段风道3—冷段风道4—风机5—电加热器6—工况选择开关7—热电偶8—测温切换琴键开关9—热球风速仪（图中未画出）10—冷端热电偶接线柱11—电位差计接线柱12—风速测孔13—支架热段中的电加热器使空气加热，热风径热段风道时，通过翅片热管进行换热和传热，从而使冷段风道空气温度升高，利用风道中的热电偶对冷，热段的进出口进行测量，并用热球风速仪对冷，热段的出口风速进行测量，从而可以计算出换热器的换热量Q和传热系K。
三、实验台参数1.冷段出口面积F L=0.092π/4=0.0064m22.热段出口面积F r=0.162..=0.0256m23.冷段传热表面积f L=0.536m24．热段传热表面积f r=0.496 m2四、实验步骤1.连接电位差计和冷端热电偶。
（如无冰瓶条件，可不接冷端热电偶的接线柱短路，这样，测出的温度应加上室温）2.接通电源3.将工况开关按在“工况I”位置（450W），此时电加热器和风机开始工作。
4.用热球风速仪在冷、热出段口的测孔中测量风速。
（为使测量工作在风道温度不超过400C的情况下进行，必须在开机后立即测量）。
风速仪的使用方法，请参阅该仪器的说明书。
5.待工况稳定后（约20分钟后），按下琴键开关，切换测温点，逐点测量冷、热段进出口温度推理，tL1,tL2,tr1,tr2等6. 将“工况开关”按在“工况II”位置，重复上述步骤，测量工况II的冷、热段进出口温度。
7.实验结束后，切断所有电源。
五、实验数据记录及处理将实验测得的数据填入下表中计算换热量，传热系数及热平衡误差1. 工况1（450W ） 冷段换热量：热段换热量：210.24(3600)()/L L L L L L Q V F P t t kcal h =-热平衡误差：120.24(3600)()/r r r r r r Q V F P t t kcal h =-热平衡误差：()/r L r Q Q Q δ=- %传热系数：L L k Q f t =∆式中：V L ，V R —冷、热段出口平均速度m/s F L , F r —冷、热段出口段面积m 2 t L1,t L2,t r1,t r2—冷、热段出口风温0CPL,Pr —冷、热段出口空气密度kg/m 3 f L —冷段传热面积m 21212()/2()/2r r r r t t t t t ∆=--+0C 2.工况II （1000W ） 计算方法同上将上面数据整理所求得的两种工况的实验结果填入下表，并进行比较分析。
清华传热学 空气横掠单圆管时强迫对流换热实验指示书
空气横掠单圆管时强迫对流换热实验一、实验目的与任务1.了解对流放热实验装置，熟悉管壁温度及电加热功率的测量技术，掌握利用毕托管-微压差变送器测量空气流速的方法。
2.通过实验测定空气横掠单管时的对流换热平均表面传热系数h。
3.通过实验数据的整理，掌握强迫对流换热实验数据整理的方法。
4.在Nu-Re对数坐标图上给出空气强迫对流横掠单圆管时换热的实验点，结合与已有关系式的比较，给出对本实验结果的讨论。
二、实验原理根据相似理论，空气横掠单圆管强迫对流的换热规律可用下列准则关系式来表示：Nu=CRe n（1）式中，努谢尔特准则数Nu为：Nu=hD/λ（2）雷诺准则数Re为：Re=uD/v （3）这里，λ为空气的导热系数，v为空气的运动粘度,是平均温度t m=(t f+t w)/2的函数，其中t w 为管外壁温，t f为空气温度；D为实验管的外径，u为空气的流速。
关键的是对流换热平均表面传热系数h的确定。
由对流换热平均表面传热系数h的定义：h=Q a/F(t w-t f)（4）式中，Q a为管外表面与周围空气之间的对流换热量，管的外表面积F=πDL，L为横管的有效长度。
考虑到管外表面在与周围空气对流换热同时，与周围环境间存在辐射换热。
即管的实际传出热量为: Q=Q a+Q r=hF(t w－t f)+εC0F(T w4－T f4)×10－8（5）其中，ε为实验管外表面的黑度，黑体辐射系数C0=5.67Wm－2K－4。
这里，假定环境温度即空气温度。
因此，横管外表面对流换热平均表面传热系数就可以由下式确定：h=[Q/F－εC0(T w4－T f4)×10－8]/ (t w－t f) （6）因此，对给定实验管，通过测量管的实际传出热量Q、管外壁温t w、来流空气的温度t f，就可通过实验确定管外表面与周围空气之间对流换热平均表面传热系数h。
由式（2）和（3），通过改变气流速度或实验管直径，就可得到一系列Nu-Re对应数据。
清华传热学 空气横掠单圆管时自然对流换热实验
空气横掠单圆管时自然对流换热实验一、实验目的1.测定水平圆管加热时周围空气自然对流换热平均表面传热系数h。
2.根据自然对流放热过程的相似分析，将实验数据整理成准则方程式。
3.通过实验加深对相似理论基本内容的理解。
二、实验原理根据相似理论，空气沿水平管外表面自然对流时，一般可以得到以下指数形式的准则关系式：Nu=C(GrPr)n(1) 式中，Nu，努谢尔特准则：Nu=hD/λ(2) Gr，格拉晓夫准则：Gr=gα△tD3/v2(3) Pr，普朗特准则，是温度的函数。
C和n均为常数。
我们的任务就是通过实验确定式中的这两个常数。
在准则式中，空气的导热系数λ，运动粘度v，以及普朗特准则数Pr可以根据实验管壁面温度t w和环境空气温度t f的平均值t m，查阅有关手册内插得到。
空气的容积膨胀系数α取理想气体的膨胀系数, α=1/T m。
g是重力加速度，D是管子直径，△t是远离管壁的空气温度差，△t=t w－t f，t f为空气温度，t w为管外壁温。
关键的是对流换热表面传热系数h 的确定。
由对流换热表面传热系数h的定义：h=Q a/F△t (4) 式中，Q a为水平管外表面与周围空气之间的对流换热量，水平管的外表面积F=πDL，L为水平管的有效长度。
在气体中的对流换热，不可避免的会伴随有换热壁面与周围环境的辐射换热，因此，则管的实际传出热量为对流换热和辐射换热量之和:Q=Q a+Q r=hF(t w－t f)+εC0F(T w4－T f4)×10－8式中，ε为实验管外表面的黑度，黑体辐射系数C0=5.67W·m－2·K－4。
在这里，假定了环境温度即空气温度。
于是，水平管外表面对流换热表面传热系数就可以由下式确定：h=[Q/F－εC0(T w4－T f4)×10－8]/ (t w－t f) (5)由式（5），对给定外径为D和长度为L表面黑度ε确定的水平实验管，只要测量管的实际传出热量Q、管外壁温t w、远离壁面约1米处空气的温度t f、就可以确定水平管外表面对流换热表面传热系数h。
清华大学航天航空学院“传热学”实验报告
【实验（一）名称】 瞬态热线法测量多孔介质的热导率 【实验原理】L1 -11实验装置如图1所示，将一根细长白金丝埋在初始温度均匀的待测材料中, 充当加热器和温度传感器， 通电加热后，测定白金丝温度随时间的变化， 据此推出其周围介质的热导率。
该实验的特点是测量时间短，对试样尺寸无特殊要求。
物理模型如图2所示，单位长度上加热丝发出的热流为:式中，I 和U 为通过白金丝的电流与加载在白金丝上的电压,白金丝发热量较小，介质可视为无限体，导热微分方程、初始和边界条件:6号「（马」口），X —t 0:t :r r ：r-2- r oq ，r =r°,t 0 c r解得加热丝表面处待测介质温度：白金丝同时q = l 2R/l =IU /I(1)R 是白金丝的电阻值。
2旳2 2T （「。
，tT 汽 L exp 严/r0）兀九 A "八、0 u 3A(u$) du(3)图1.实验装置示意图式中，•.是试样与加热丝热容之比的2倍。
可得:温度T(r0,t)可视为以上各式中的T(r o,t)，白金丝平均温度T(r0,t)与其电阻R的关系如下:R = R0「1 + 0 (T(r°,t)-T°)]式中，R0是初始温度T。
(取当时室温)时白金丝的零点(不通电加热)电阻；通入较大电流后，t时刻白金丝电阻和平均温度分别为R和T(r o,t) ；1为白金丝的电阻温度系数(0.0039K-1)。
【实验器材】【实验流程】直流电源(Advantest R6243) 1台多孔介质及样品槽1套看采集器(主机34970A，模块34901A) 1台电压表1台白金丝(直径100 gm, 99.99%) 若干标准电阻1个2 2• ：(u, •) =[uJ°(u)-7(u)] [uY)(u)M(u)] (4)式中，J)(u), Ji(u)为第一类贝塞尔函数的零阶、一阶函数；Y o(u)、Y i(u)为第二类贝塞尔函数当t足够大:2ro .14- t(5)式(3)中指数积分可用级数展开近似，忽略小量，得到:T (r°,t) —T oq 4： t汁计C](6)式中，欧拉常数C= 0.5772 , ?为介质的热扩散率。
《传热学》课程实验指导书
《传热学》课程实验指导书袁守利编汽车工程学院2013年10月前言1.实验总体目标、任务与要求培养本科生对涉及到热传播现象的工程问题进行实验研究的兴趣，并能对实验技术、数据采集系统、基本数据处理方法有所了解。
学习实验研究和整理实验数据的理论基础及其应用于传热实验的基本技能；初步掌握测温、测热、测流量的基本方法。
2.适用专业热能与动力工程3.先修课程《传热学》相关章节。
4.实验项目与学时分配5. 实验改革与特色根据实验内容和现有实验条件，在实验过程中，采取学生自己动手和教师演示相结合的方法，力求达到较好的实验效果。
实验一 稳态球体法测粒状材料的导热系数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所示球壁的内径直径分别为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dr dtF Q λ-=drdt r 24πλ∙-= W （1）边界条件为r=r 1 t=t 1r=r 2 t=t 2 图 1原理图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）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。
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。
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。
《传热学》实验指导书
XX学院实验指导书课程编号：课程名称：传热学实验学时： 6 适用专业：能源与动力工程制定人：制（修）订时间： 2020年8月专业负责人审核：专业建设工作组审核：2020年8月实验纪律要求1.请按照时间安排准时进入实验室。
2.请不要带入与实验无关的各类用具及杂物。
请保持安静、整洁的实验环境。
3.请自觉遵守实验室的各项规章制度，听从实验室管理人员和教师的安排。
4.实验过程中设备出现故障时，请不要擅自处理，并请立即报告实验室管理人员。
5.实验完毕时，请按指定位置摆放实验物品，把工作凳排列整齐，有序地离开实验室。
6.学生操作实验过程中，请不要随意更换实验配置，坚决杜绝盗取配件等行为。
7.请爱护实验室的各种设备。
第一部分实验大纲一、实验教学目的与基本要求通过《传热学》实验，使学生掌握基本操作技能，增强感性认识，加深对基本概念的理解、学会整理、分析实验数据的方法，为今后专业学习和从事科学研究奠定良好基础。
要求：(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）掌握实验基本原理、实验装置结构，学会使用实验仪器与设备；(3）通过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。
(4）掌握对数据进行处理和误差分析的方法。
二、实验课程内容与学时分配三、主要仪器设备四、实验报告与考核方式1．实验报告每个实验均撰写实验报告，实验报告按统一格式，采用统一的报告纸、统一的原始数据记录纸。
报告内容包括：实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理、实验内容及简要步骤、数据处理、讨论与小结、原始记录单。
学生要认真书写，字迹整洁、清晰。
2．考核方式（1）实验课程的考核方式：考试以笔试或操作等形式进行；（2）实验课考核成绩按百分制评定，实验考核由实验出勤、实验操作和实验报告组成。
某个实验未出勤则不得分。
在实验出勤的前提下，单个实验得分=实验操作得分×50% + 实验报告得分×50%。
传热学换热器实验指导书(修改版1)
《传热学》换热器综合实验指导书实验名称：换热器综合实验 实验类型: 综合性实验 学 时：2适用对象: 热动、集控、建环、制冷专业一、实验目的1、熟悉换热器性能的测试方法，了解影响换热器性能的因素。
2、掌握间壁式换热器传热系数的测定方法。
3、了解套管式换热器、板式换热器和列管式换热器的结构特点及其性能的差别。
4、加深对顺流和逆流两种流动方式换热器换热能力差别的认识。
5、熟悉流体流速、流量、压力、温度等参数的测量技术。
二、实验要求1、以传热系数为纵坐标，冷（热）水流量为横坐标绘制换热器传热性能曲线。
2、对三种不同型式的换热器传热性能进行比较。
3、分析影响换热器性能的因素。
4*、根据实验结果，计算冷热流体与管壁的表面传热对流换热热阻，管壁的导热热阻，进而计算传热过程的传热系数，比较在传热过程中各个热阻所占的比例。
(选作)三、实验原理换热器为冷热流体进行热量交换的设备。
本次实验所用到的均是间壁式换热器，热量通过固体壁面由热流体传递给冷流体。
实验原理如图1所示。
电加热水箱套管式换热器列管式换热器板式换热器冷水顺逆流换向阀门组热水浮子流量计冷水浮子流量计冷水泵热水泵热水箱冷水箱图1 换热器综合实验台原理图通过测量冷热流体的流量，进出口温度，可以由式（1）~（3）计算换热器的换热量，由式（5）计算换热器的温差，因此可以计算出换热器的传热系数（6）。
换热器的传热系数综合反映了传热过程的难易程度，表示单位传热温差传热面积下传热过程所传递的热量。
另外结合换热器的结构数据，由式（7）~（8）计算冷热流体与管壁的表面传热对流换热系数和传热系数，进而比较三个环节的热阻相对大小。
其中，（7）式中的物性参数可由定性温度查取，而特征尺寸由结构数据确定。
（8）式中的导热系数根据管材查取。
热流体放热量 )(11111"-'=t t m c φ (1)冷流体吸热量)(22222'-"=t t m c φ (2)平均换热量221φφφ+=(3)热平衡误差%10021⨯-=∆φφφ (4) 换热器温差minmax minmax lnt t t t t m ∆∆∆-∆=∆ (5)传热系数mt A k ∆=φ(6)内部流动对流换热4.08.0Pr Re 023.0=Nu (7)传热过程传热系数 21111h h k ++=λδ (8)四、实验所需仪器、设备、材料（试剂）本实验主要对应用较广的三种换热器进行实验：套管式换热器、板式换热器和列管式换热器。
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综合传热演示实验
（一）实验目的
综合传热实验的主要目的是通过对饱和蒸汽冷凝现象的观察和测试，加深对传热系数K 的理解，同时比较不同表面和材质的管子内部蒸汽冷凝过程的不同，以分析影响传热过程的因素。
（二）实验原理
综合传热实验台是利用管外空气的自然对流或者受迫对流对管内蒸汽进行冷却，通过凝结水量来对各种状况的换热管的传热系数K 进行初步计算。
对流是一种比较独特的传热型式，主要特点是从边界表面向运动流体的传热或者是通过运动流体内的一个流动面的热量传递。
如果流体的运动是由泵、风机、风扇或者其他类似设备产生的，称为受迫对流；如果流体的运动是由于传热本身所产生的密度差造成的，称为自然对流。
对这些传热过程的细致观察表明，基本的传热机理是传导和辐射，两者均受流体运动的影响。
在低速流体流动中，对于通过边界表面流入或输出热量的对流过程，引入换热系数α是很方便和直观的方法。
将牛顿冷却定律和傅立叶热传导定律应用到有壁面隔开的流体－流体传热过程中，就可以得到利用实验观测到的流体温度来计算传热系数K 的表达式：
()
21f f t t F Q K -= (1) 而就K 的物理本质来说，其中包含着诸多复杂的物理过程。
特别是针对辐射过程，很难有准确的物理解析式。
为了体现出辐射过程的影响，本实验中应用涂黑管和镀铬管进行比较，从实验结果可以看到换热过程中辐射因素的作用。
（三）实验装置
图1所示为实验装置简图。
实验台由电热蒸汽发生器、一组表面状况不同的六根铜管（翅片管、光管、涂黑管、镀铬管、加锯末保温管和加玻璃纤维保温管）、配汽集箱、冷凝水蓄水器（可计量）、凝结水收集联箱和支架组成，同时支架上装有一台可移动风机，用于实现管外受迫对流。
冷凝水收集联箱
图1 综合传热实验台示意图
（四）实验步骤
1.打开电热蒸汽发生器上的供气阀，然后从底部的给水阀门向蒸汽发生器内注水，当
水面达到水位计的三分之二的高度时，关闭给水阀门；
2.打开蒸汽发生器上的电加热器开关（手动、自动），指示灯亮，内部电热器开始加
热。
待电接点压力表达到要求压力时（事先按需要用螺丝扳手调定），电接点压力表动作（断电）。
此时将手动开关关掉，由电接点压力表控制继电器，使加热器在一定的范围加热，以维持实验所需蒸汽量；
3.打开配汽管上所有阀门（或按实验需要打开其中几个阀门）和玻璃蓄水器下方的放
水阀。
然后打开供气阀缓慢向实验管段内送汽（送汽压力略高于实验压力），预热整个实验系统，并将系统内的空气排净；
4.待蓄水器下部放水阀向外排出蒸汽一段时间后关闭全部放水阀门，预热完毕。
此时
要调节配汽管底部放水阀门使其微微冒汽，以排除在胶管内和配汽管内的凝水。
调节送汽压力，即可开始实验。
为防止玻璃蓄水器破坏，建议实验压力0.02Mpa，最大不超过0.05Mpa；
5.做自然对流实验时，将蓄水器下部的全部放水阀关闭，注视蓄水器内水位变化，待
水位上升至“0”位时开始计时（如实验多根管段，只要在开始计时时，记下每根蓄水器水位初读数即可），实验正式开始，待凝水水位达到一定高度时，记录供气时间和凝水量；
6.如要进行受迫对流实验，放掉积存在蓄水器及管路中的水，开动风机对被测管段进
行吹风，收集实验数据方法同上；
7.实验完毕后关闭电源，打开所有放水阀、放汽阀，待水排净后再将所有法门关闭，
切断电源和水源。
（五）传热系数计算方法
5.1基本物性参数和实验管段尺寸数据 水的物性：
p ＝0.02Mpa 时，饱和温度t l ＝105℃；
汽化潜热r ＝2243kJ/kg
实验管段基本尺寸：
实验铜管外径d ＝0.025m ；
计算长度 自然对流时l ＝0.9m ；
受迫对流时l ＝0.5m （风筒长度）。
5.2实验记录数据
通过实验可记录供气时间τ[s]和蓄水器的水位高度h [cm]。
5.3传热系数K 的计算
所有被测管段均以基管（铜管）表面积为准，则有： 传热面积dl F π= [m 2] 凝结水量τ
ρghA G = [kg/s] 传热量 Gr Q = [W]
管内外温差0t t t l -=∆ [℃] 总传热系数t
F Q K ∆= [W/m 2.K] （六）实验预习要求
1. 复习教材中有关传热过程的原理以及影响传热的因素；
2. 了解一些强化和减弱换热的方法。