主頁 > 技術文章（zhāng） > 強迫流動單管管外放熱（rè）係數測定實（shí）驗說（shuō）明書 2025-07-07

強（qiáng）迫流動（dòng）單管管（guǎn）外放熱（rè）係數測定（dìng）實驗說明書

一、實驗（yàn）目（mù）的
1.了解對流放熱的實驗研究（jiū）方法；
2.測（cè）定空氣橫向（xiàng）流過單管（guǎn）表麵（miàn）時的平均放熱係數α，並將（jiāng）實驗數據整理成準（zhǔn）則方程式；
3.學習測（cè）量風速、溫度、熱量的基本技能（néng）。
二、實驗原理

三、實驗設備（bèi）
本對流實驗在一實（shí）驗風洞中進（jìn）行。實驗風洞（dòng）主要由風洞本體、風機、移動式不鏽鋼支架、實驗管及其（qí）加熱器、電測溫度計、傾斜式微壓計、孔板、功率表以及調壓器組成。
由於實驗段前有整流（liú）段，可（kě）使進入實驗段前的氣流穩定。風量由電子調（diào）速調節。實驗風洞中安裝了一根實驗（yàn）管，管內裝（zhuāng）有電加熱器作為熱源，管壁嵌有四支熱電偶以測壁溫。
四（sì）、實驗步驟
1.將（jiāng）孔板與微壓計連接好、校正零點；連接熱電偶與電控箱，指導老師檢查（chá）確（què）認無誤後，準備（bèi）啟動風機。
2.啟動風機，讓風（fēng）機空載啟動，然後根據需要，調節風量。
3.開啟加熱器，根據（jù）需要調整變壓器（qì），使其（qí）在某（mǒu）一熱負荷下加熱，並（bìng）保持不變，使壁溫達到穩定（dìng）（壁溫在三分鍾內保持讀數不變，即可認為已（yǐ）達到穩定狀態）後，開始記錄功率、空氣進出口溫度及微壓（yā）計的（de）讀數。
4.在一定熱負荷下，通過調整風量來改變（biàn）Re數的大小，並保持調壓變壓器的輸出電壓不變，依次調節風機風量（liàng）測得其壓差，空氣進、出（chū）口溫度（dù）以及實驗管壁溫（wēn）讀數，即為不同風速下，同一負荷時的實驗數據。
5.不同熱負荷條件下（xià）的實驗，僅需利用調變壓（yā）器改變電加（jiā）熱器功率、重複上述實驗步驟即可。
6.實驗完畢後，先切斷實驗管加熱電源，待實驗管冷卻（què）後再停止（zhǐ）風機。
五、實驗數據的整理計算
1.壁麵平均放熱係數α
電加熱器所產生的總（zǒng）熱量Q，除以對流方式由管壁傳給空氣（qì）外，還有一部分是以輻（fú）射方式穿出去的，因此，對流放熱量（liàng）Qc為Qc =Q－Qr=IV Q r

Qr——輻射換熱量；
ε——試管表麵黑度；
Co——絕對黑體輻射係數；
T_ω——管（guǎn）壁麵的平均絕對溫度；
T_f——流體的平均溫度；
F——管表麵積；
根據牛頓公式，壁麵平（píng）均（jun1）對流放熱（rè）係數為

2.空氣（qì）流量的計算
（1）G_k =

m³/s
式中：
G_k為空氣的質量流量
ε——被測介質的膨脹校正係（xì）數
F₀——孔板（bǎn）喉部斷麵麵積m²；
ΔP——孔板前（qián）、後取（qǔ）壓斷麵的靜壓差，
ρ——氣體密度，kg/m²；
（2）風管相（xiàng）關尺寸數（shù）據
風管圓（yuán）形截麵段L₁=300mm
R=140mm
風管（guǎn）矩形截麵段L₂=580mm
W=300mm
h=150mm
3.確定準則方程式
將（jiāng）數據帶入，得到準則數，即可在Num為縱坐標，以Rem為橫坐標的常用對數坐標（biāo）圖上，得到一些實驗（yàn）點，然後用（yòng）直線連起來，因IgNum=Igc+Rem
Igc為直線的截距，n為直線（xiàn）的斜率，取直（zhí）線（xiàn）上（shàng）的兩點（diǎn）

即可得出具體的準（zhǔn）則方程式N_u=CRⁿ_e
六（liù）、實驗報告要求
1.實驗原理；
2.實驗原始數據，數據整理；
3.做出N_u=CRⁿ_e圖線
4.誤差（chà）分析。

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