实验一圆球法测粒状材料的导热系数.doc

实验一圆球法测粒状材料的导热系数一、实验目的 ,掌握在稳定热流情况下,用圆球法测各种粒状材料的导热系数的方法。 。 。二、实验原理付里叶定律应用于球体稳定导热时其热流量: dr dtrdr dtFQ 24??????(W )(1) 实验证明,当温度变化范围不大时,对决大多数工程材料的导热系数与温度的关系,可以近似地认为是直线关系。?? mt?????1 0(2) 将( 2)代入( 1)dr dtrtQ m 204)1(??????通过分离变量 21 2111 (2dd ttQ???均) 均??(W ) (3) 均) 均 21 21(2 ) 11(tt dd Q?????)/(cmW??(4) 式中2/)( 21均均+ttt m? 21dd、—分别为内球壳的外径和外球壳的内径( m) 均均、 21tt ——内、外球表面平均温度( c?) λ——材料的导热系数 Q ——热流量 Q =IV(W ) ?——由实验确定的常数 0?——材料在 0C O 时的导热系数)/(cmW??由式(4)可知,只要在球壁内维持一维稳定温度场,测出它的直径均均、、和、 2121ttdd 以及导热量 Q 的值,则可由( 4)式求出温度,以及 2 21均均ttt m??时材料的导热系数。为了求得?和t 的依变关系,则必须测定不同 mt 下的 m?之值,从而求出(2)式中的 0?和?值。球壁导热过程三、实验数据记录 1t 2t 3t 均 1t 4t 5t 6t 电加热器 m mv℃ m mv℃ m mv℃℃ m mv℃ mmv ℃ m mv℃℃电流A 电压VV 123 实验二空气横掠单管时平均换热系数的测定一、实验目的、要求 1、了解实验装置,熟悉空气流速及管壁的温度的测量方法,掌握测试仪器、仪表的使用方法。 2、通过对实验的综合整理,掌握强制对流换热实验数据的整理方法。 3、了解空气横掠管子时的换热规律。二、基本原理根据对流换热的分析,稳定受迫对流时的换热规律可用下列准则关系式来表示: N u =f(R e·P r)(1) 对于空气、温度变化范围又不大,上式中的普朗数 P r 变化很小,可作为常数看待,故( 1) 式简化为: N u =f(R e)(2) 努谢尔特数 N u=??D (3) 雷诺数 R e=? uD ( 4) 式中α—空气横掠单管时的平均换热系数, (w/m ·℃) u—来流空气的速度, (m/s) D—定型尺寸,取管子的外径, (m) λ—空气的导热系数, (w/m ·℃)υ—空气的运动粘度, (m 2 /s) 要通过实验确定空气横向掠过单管时的 N u与R e 的关系,就需要测定不同流速 u 及不同管子直径 D时换热系数α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、空气温度、管子表面的温度及管子表面散发出的热量。三、计算公式 1、空气的来流速度 u : 根据伯努利方程,毕托管所测得的气流动压△ P( N/M 2)与气流速度 V( m/s )的关系: Δ P= 22 1pu 式中?为空气的密度( Kg/m 3),由空气温度 t f查表确定。毕托管通过 U型差压计测得反映动压的