文档介绍：建筑环境与设备工程专业实验指导书
目录
等截面伸展体传热特性实验……………………………………………2
离心泵综合性能测定实验………………………………………………5
散热器热工性能测定实验……………………………………………10
室内气象参数测定实验………………………………………………14
流量和流速测定实验…………………………………………………20
热网水力工况实验……………………………………………………26
空调系统运行工况实验………………………………………………30
除尘器性能测定实验…………………………………………………34
燃料发热量测定实验…………………………………………………38
等截面伸展体传热特性实验
一、实验目的及要求
本实验是传热学课程的一门综合性实验,包含传热学和建筑环境测试技术这两门课程的知识点:等截面伸展体传热特性和电位差计的使用。本实验的目次是:
1、通过实验和对实验数据的分析,深入了解伸展体传热的特性,并掌握求解具有对流换热条件的伸展体传热特性的方法。
2、掌握手动电位差的工作原理及使用方法。
二、基本原理
具有对流换热的等截面伸展体,当长度与横截面之比很大时(常物性)其导热微分方程式为:
式中:—系数,
—过余温度;
t—伸展体温度,℃
—伸展体周围介质温度,℃;
—空气对壁面的换热系数;
—伸展体周长;;
—伸展体截面积;
伸展体内的温度分布规律,由边界条件和m值定。
三、实验装置及测量系统
1、实验装置
试验装置由风道、风机、试验元件、主副加热器、测温热电偶等组成。
试件是一紫铜管,放置在风道中。空气均匀地横向流过管子表面进行对流换热。管子表面各处的换热系数基本上是相同的。管子两端装有加热器,以维持两端所要求的温度状况。构成两端处于某温度而中间具有对流换热条件的等截面伸展体。
管子两端的加热器,通过调压变压器某控制其功率,以达到控制两端温度的目的。
为了改变空气对管壁的换热系数。风机的工作电压亦相应地可作调整,以改变空气流过管子表面时的速度。
为了测量铜管沿管长的温度的分布,在管内安装有可移动的热电偶测温头,其冷端放置在空气流中,采用铜—康铜热电偶。通过UJ-36电位差计测出的热电势,反映管子各截面的过余温度。其相应的位置由带动热电偶测温头的滑动块在标尺上读出。
试件的基本参数
管子外径d1= 20mm 管子内径d2=15mm
管子长度L=300mm 管子导热系数l=385 W/m².℃
2、手动电位差计工作原理
这是一种带积分环节的仪器,因此具有无差特性,这就决定了它可以具有很高的测量精度。工作原理如图所示。
手动电位差计原理图
图中的直流工作电源是干电池或直流稳压电源,为标准电池。图中共有三个回路:由所组成的工作电流回路,回路的电流为;由,和检流计所组成的校准回路,回路电流为,其功能是调整工作电流维持设计时所规定的电流值。由,和检流计组成的测量回路,回路电流为。
首先,将开关置向“标准”位置时,校准回路工作,其电压方程为
式中:为检流计的内阻;是标准电池的内阻。调整以改变工作电流回路的工作电流,使检流计指零,即,则,此时就是电位差计所要求的工作电流值
然后,将开关置向“测量”位置时,测量回路工作,其电压方程为
式中:为热电偶及连接导线的电阻。移动电阻的滑动点使检流计
指零,则,。由于已是精确的工作电流值,同时也由刻度盘上精确地可知,所以的测量值也就精确知道。
四、完成本试验的具体作法
1、解方程:
截面积为f,周长为U的等截面棒状体,其导热系数为l,W/m℃,两端分别与相距L的两大平壁相连接,平壁保持定温tw1和tw2,园棒与空气接触,空气温度为tf(设tw1> tw2),棒与空气的对流换热系数为a,W/(m².℃),求;
(1)棒沿X方向的过余温度θ=t-tf分布式θ=θ(x)。
(2)分析沿X方向,棒的温度分布曲线的可能形状。
(3)棒的最低温度截面的位置表达式(当O<X<L存在最低温度值时)。
(4)棒两端由壁导入的热量Q1及Q2。
2、练习
直径为20mm,长为300mm的铜管(l=385 W/m².℃)两端分别与大平壁相连接。平壁保持定温tw1=200℃,tw2=150℃,铜管向四周散热,空气温度为tf=20℃,对流换热系数为a=20 W/m².℃。
(1)计算温度分布,
(2)求棒的最低温度点的位置及其温度值,绘出该棒的温度分布曲线;
(3)求棒向空气的散热量;
(4)分别求出壁面1和壁面2导入棒的导热量;
以上二项内容要求在进行实验前完成。
3、试验要求
(1)用测得的不同X位置过余温度θ数据求出试验条件m值及a值;
(2)根据试验条件求得的