四、实验对流换热
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Nu=f（Gr，Pr）
可以表示为：Num=c（Gr×Pr）mn
其中Nu=αd/λGr=gβ(tw-tf)d3/ν2
而c、n则是需要通过该实验确定的。为确定c、n，改变加热量（通过调节电压实现），通过测量的温度可求得一组准则数，经过几次实验可得到几组数据，在双对数坐标纸上以Nu为纵坐标、Gr×Pr为横坐标将几组数据标出，画出一条直线，使大多数点落在这条直线上或周围两侧。根据上面的公式lgNu=lgc+nlg(Gr×Pr)，则这条直线的斜率为n，截距为c。
自然对流换热实验
一、实验装置
1—电源引出线，2—电源引出孔，3—聚苯乙稀泡沫，4—实验管段，5—电加热器
二、实验原理
对铜管进行电加热，热量是以对流换热和辐射换热两种方式传递给空气的，所以对流换热量应是总热量与辐射换热量之差，即：
Q=Qr+Qc=IV
Qc=αF（tw-tf）
Qr---------辐射换热量；
三、实验方法与步骤
1.按电路图接好线路，经指导老师检查后接通电源；
2.调节调压器，对实验管进行加热；
3.稳定六小时后开始测管壁温度，记录数据；
4.间隔半小时后再记录一次，直到两组数据接近为止；
5.把两组接近的数据取算术平均值，作为计算依据；
6.记录温度计指示的空气温度。
四、实验数据记录
1、已知数据：
管径和允许电功率d1=80mm 1200W d2=60mm 800W
d3=40mm 600W d4=20mm 300W
管长L1=2000mm L2=1600mm L3=1200mm L4=1000mm
C0=5.67 w/（m2×K4）黑度ε1=0.11ε2=ε3=ε4=0.15
2、测试数据：
电流I=A电压V= V室内空气温度tf=℃
管壁温度:
编号
T1(℃)
T2(℃)
T3(℃)
T4(℃)
T5(℃)
T6(℃)
T7(℃)
T8(℃)
备注
1
各管测温点数量不同
2
3
4
3、整理数据：
根据所测温度求出平均值tw,计算加热器的热量Q=I·V(W)
A、求对流换热系数
B、查出物性参数：
定性温度取空气边界层平均温度tm=(tw+tf)/2，在教材的附录中查得空气的各物性参数，把求得的有关数据带入准则中可得准则数，把对应的数据标在双对数坐标纸上，几组数据可整理得到一条直线，从而求出c和n。
计算表
实验管
项目
1
2
3
4
tw
Tw
tf
Tf
tm
λ
β
ν
Pr
Q
F
ε·C0
α
Num
Grm
(Gr·Pr)m
Qc---------对流换热量
I ---------电流强度
V ---------电压
ε---------实验管表面黑度
CLeabharlann Baidu---------黑体的辐射系数
Tw---------管壁平均温度K
Tf---------室内空气温度K
α---------自然对流换热系数
对于自然对流换热，努谢尔特数Nu是葛拉晓夫数Gr和普朗特数Pr的函数，即：
可以表示为：Num=c（Gr×Pr）mn
其中Nu=αd/λGr=gβ(tw-tf)d3/ν2
而c、n则是需要通过该实验确定的。为确定c、n，改变加热量（通过调节电压实现），通过测量的温度可求得一组准则数，经过几次实验可得到几组数据，在双对数坐标纸上以Nu为纵坐标、Gr×Pr为横坐标将几组数据标出，画出一条直线，使大多数点落在这条直线上或周围两侧。根据上面的公式lgNu=lgc+nlg(Gr×Pr)，则这条直线的斜率为n，截距为c。
自然对流换热实验
一、实验装置
1—电源引出线，2—电源引出孔，3—聚苯乙稀泡沫，4—实验管段，5—电加热器
二、实验原理
对铜管进行电加热，热量是以对流换热和辐射换热两种方式传递给空气的，所以对流换热量应是总热量与辐射换热量之差，即：
Q=Qr+Qc=IV
Qc=αF（tw-tf）
Qr---------辐射换热量；
三、实验方法与步骤
1.按电路图接好线路，经指导老师检查后接通电源；
2.调节调压器，对实验管进行加热；
3.稳定六小时后开始测管壁温度，记录数据；
4.间隔半小时后再记录一次，直到两组数据接近为止；
5.把两组接近的数据取算术平均值，作为计算依据；
6.记录温度计指示的空气温度。
四、实验数据记录
1、已知数据：
管径和允许电功率d1=80mm 1200W d2=60mm 800W
d3=40mm 600W d4=20mm 300W
管长L1=2000mm L2=1600mm L3=1200mm L4=1000mm
C0=5.67 w/（m2×K4）黑度ε1=0.11ε2=ε3=ε4=0.15
2、测试数据：
电流I=A电压V= V室内空气温度tf=℃
管壁温度:
编号
T1(℃)
T2(℃)
T3(℃)
T4(℃)
T5(℃)
T6(℃)
T7(℃)
T8(℃)
备注
1
各管测温点数量不同
2
3
4
3、整理数据：
根据所测温度求出平均值tw,计算加热器的热量Q=I·V(W)
A、求对流换热系数
B、查出物性参数：
定性温度取空气边界层平均温度tm=(tw+tf)/2，在教材的附录中查得空气的各物性参数，把求得的有关数据带入准则中可得准则数，把对应的数据标在双对数坐标纸上，几组数据可整理得到一条直线，从而求出c和n。
计算表
实验管
项目
1
2
3
4
tw
Tw
tf
Tf
tm
λ
β
ν
Pr
Q
F
ε·C0
α
Num
Grm
(Gr·Pr)m
Qc---------对流换热量
I ---------电流强度
V ---------电压
ε---------实验管表面黑度
CLeabharlann Baidu---------黑体的辐射系数
Tw---------管壁平均温度K
Tf---------室内空气温度K
α---------自然对流换热系数
对于自然对流换热，努谢尔特数Nu是葛拉晓夫数Gr和普朗特数Pr的函数，即：