伸展体的稳态导热特性2.docx

3-1)系数伸展体的稳态导热特性工程上常冇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小，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闘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M巾展体导热的特性（如温度沿轴线分布规律， 对流换热系数«,最小过余温度的位□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査由风道、风机、伸展体、加热器及测温系统所组成，详见图3・1所示，伸展体是一内径为外径为①2=11.5mm,长度为L=200mm,导热系数为 的等截 面紫铜管，水平置于冇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衣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t］和切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），采用铜一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，与伸展体内壁和接触，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Z比很大时，可视为一维导 热，若为常'物性，具导热微分方程式为：图三一1坏舲徉导益特性实验裟？T：虑理圧£一風机I 2—Mitti 3伸展低J 4—±加热君1 S- 热电併,—付加迫卜咚电口位歼I *一担电汎 冷为；9一堪位茶计I 1U—电医去.！1-尺机史速开（1冰）;0——过余温度，（°C）；匚—伸展体X截面处的温度（°C）；11——伸展体周围介质的温度（°C）；U——伸展体横截而的周长 （米）；A——伸展体横截而积（米外伸展体内的温度分布规律是由边界条件及m值来决定的，木实验装置的边界条件是:当当于是方程（3・1）的解为：(3-2)时，伸展体过余温度分布Illi线如图3・2所示四、 实验步骤1•将热电偶的冷，差计的输入端，接好，逆时针方向转动调压器手轮到输出为“0” 处2. 启动风机，调节其转速3. 调节调压器输出电压（应小于90V）o4. 待工作稳定后，逐点测虽仲展体不同x截面 处温度所对应的热电势5. 实验完毕，先断开加热器的电源，待伸展体冷却后，再切断风机的电源五、 数据分析及要求1.根据实测值确定m的平均值：把长为L的伸展体平均分为n段，每段得到一个m 值，再将n个m值平均，即得到m的平均值，对于每段上的m值可以这样确定。

只要分别测定伸展体上三个不同位置（a,b,c点而c点是a, b的中点）上相应的过余温 度％、片及％,并将其代入（3-2）式便得到三个联立方程解之可得到：2 ■觥+*\ 1 机=肓餅血Er丿7热端引线分别接至电了电位 用导线将调床器与加热器连(3-3)图3— J伸展体过全船度分布式中H——a、b间的距离（米）；%、％、％ a、b、c、点的过余温度过余温度均由实验测定，对于铜一康铜热电偶，其输出热电热近似为0.043（mV/°C）若 测得某点（x）处热电势为E^mV）,那么该点的过余温度为：(3-4)2. 计算散热量(3-5)对流换热系数 広=3"3嗨/以 [(W/(mT2lC)](3-6)过余温度最小值的位置：(米) (3-7)3. 在坐标图上画出理论的和实测的过余温度分布曲线t = f(x),并作分析4.实验数据记录表0103040506070100120130140150160170190200^