内科大传热学实验指导02自由对流换热系数测定实验.docx

实验二自由对流换热系数测定实验一.实验目的1 .了解自由对流换热机原理，熟悉自由对流换热过程，测定自由对流换热系数。2 .学会利用热电偶测量温度的正确方法。.实验原理根据牛顿定律，可求得自由对流情况下的换热量：Q=A（t-tf）（W）式中：Q对流换热量（W）Q对流换热系数（W/n?）A自由对流换热体有效换热面积（?）t自由对流换热体表面平均温度（）tf环境温度（）上式可以简化为；.实验仪器设备实验仪器设备是由上海绿兰教学设备厂生产的自由对流换热系数测定实验装置，主要由自由对流换热体、电加热器、测温热电偶、转换开关、数显温度计等组成，自由对流换热体分别是由d=20mmL=1.OmL2=1.2md3=6OmmL3=l.8m和d4=80mmL4=2.Om四根不锈钢段组成,示意图如下所示；热电偶下图为电加热控制及测量仪器箱:图中：1.数显温度计2.电压表3.电流表4.转换开关5.电加热开关6.加热器电压调节旋扭7.输出电压接线柱8.热电偶输入接线四.实验步骤1 .实验前期准备工作，包括电源线、电热偶信号线的连接等。2 .接通电源，选择实验对流换热体，合并上开关5,并调节相应的电压调节旋扭6,选定一合适的电压，电流值。并记录电压、电流读数。3 .通电约30分钟后，自由对流换热达到稳态，此时分别按下转换开关,观察对流换热体上不同点的温度变化情况，等待其稳定不便时，可读取温度值。4 .重新选择自由对流换热体，重复上述步骤2、3,直到四个不同形状换热体全部实验完毕为止。5 .本实验为自由对流换热实验，在实验进行过程中应该尽可能避免人员的走动，以免造成空气的流动，给实验带来较大的误差。6 .记录环境温度。7 .实验完毕，关闭电源开关，整理仪器设备。五.实验数据记录与处理1 .把实验数据记录在下表中环境温度tf.电压(V)电流(A)自由对流换热体表面温度()tlt2t3t4t5t6换热体1换热体2换热体3换热体42 .实验数据处理自由对流换热量：Q=Ul自由对流换热体有效换热面积：A=DL自由对流换热体表面平均温度t：1z、。=7亿+z2+z3+z4+z5+Z6)自由对流换热系数:六.问题讨论1 .造成实验误差的原因有哪些，应该如何解决？2 .不同几何形状，不同温度的自由对流换热体，其自由对流换热系数是否相同，为什么？