1、空氣縱掠平板對流換熱系數(shù)測試實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?通過實(shí)驗(yàn)測定空氣掠過平板受迫運(yùn)動時的換熱系數(shù)h ；.將測定的換熱系數(shù)h與文獻(xiàn)給出的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)則關(guān)系式進(jìn)行比較，加深對相似理論的理解;.了解實(shí)驗(yàn)裝置的特點(diǎn)，掌握壁面溫度的測定方法；.掌握風(fēng)速及微小壓力的測量方法。.實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)相似原理分析，空氣掠過平板受迫運(yùn)動的放熱過程，可用下列準(zhǔn)則關(guān)系式來描述：Nu f (Re, Pr)對于空氣Pr const,所以(1)式可簡化為:(2)Nu f (Re)(2)為了具體確定上述關(guān)系式的函數(shù)形式，根據(jù)相似原理，在實(shí)驗(yàn)中測定準(zhǔn)則中包含的所有物理量，這些物理量大體上可分為三類：.換熱系數(shù)h ：A(tw A(tw tf)(

2、W/m2C)(3)式中:平板與周圍空氣的對流換熱量(本實(shí)驗(yàn)平板為雙面換熱)，W;A 一平板換熱面積(b x LX 2 ), m2;b 平板寬度，b = 190 mm;L 平板長度，L = 280 mm；tw、tf 一分別為平板表面平均溫度和遠(yuǎn)離平板的空氣平均溫度，C；如果考慮平板與周圍物體進(jìn)行輻射換熱，則平板內(nèi)電加熱器實(shí)際傳出的熱量為:Tw100Tw100Tf100(4)式中:C0 黑體輻射系數(shù)， C0 = 5.67 W / m2.K4 ; 平板材料的黑度，材料為銅e= 0.25,Tw、Tf 一分別為平板表面平均溫度和遠(yuǎn)離平板的空氣平均溫度，Ko若tw不是很高，r所占比份很小，在計(jì)算 h時可以

3、略去輻射換熱的影響。.物性參數(shù)的確定對于給定的空氣其物性參數(shù)取決于氣體狀態(tài)，溫度t,對于空氣掠過平板受迫運(yùn)動對流傳熱，壓力為大氣壓力，而 性參數(shù)將用空氣的平均溫度 tf對于給定的空氣其物性參數(shù)取決于氣體狀態(tài)，溫度t,對于空氣掠過平板受迫運(yùn)動對流傳熱，壓力為大氣壓力，而 性參數(shù)將用空氣的平均溫度 tf作為定性溫度。3.定型尺寸：取空氣沿平板流動方向的長度L為定型尺寸。綜上所述，本實(shí)驗(yàn)中所要測定的量為：平板電加熱器的熱量空氣溫度tf ,空氣掠過平板的風(fēng)速 v,平板尺寸b、L。三.實(shí)驗(yàn)裝置：實(shí)驗(yàn)裝置組成部分如圖 1所示。根據(jù)熱力學(xué)得知空氣態(tài)取決于壓力P和t則是變化的，確定物,平板外表面溫度tw ,圖

4、1實(shí)驗(yàn)裝置1.風(fēng)管集流器2.畢托管3.實(shí)驗(yàn)風(fēng)道工作段4.實(shí)驗(yàn)平板5.風(fēng)道6.均流7.風(fēng)機(jī)8.電機(jī)9.控制 箱此裝置為開式吸氣風(fēng)道，實(shí)驗(yàn)所測試的平板 4水平放置在工作段風(fēng)道中央，空氣掠過平 板的風(fēng)速在風(fēng)道進(jìn)口穩(wěn)定段中測量，畢托管2裝在進(jìn)口穩(wěn)定段中所示位置，空氣經(jīng)設(shè)置在尾部穩(wěn)定段的均流柵整流后通過風(fēng)機(jī)排至大氣，風(fēng)速調(diào)節(jié)通過風(fēng)機(jī)上的閥門控制空氣的流量實(shí)現(xiàn)。控制箱內(nèi)有穩(wěn)壓器可以穩(wěn)定輸入電壓，使平板電加熱器的熱量保持穩(wěn)定，并設(shè)置電壓調(diào)節(jié)裝置用以改變加熱電壓從而改變平板壁面溫度，平板中所設(shè)熱電偶的測定溫度及電加熱器的電壓和電流（采用電壓、電流互感器），畢托管所測空氣掠過平板的動壓 Pd,空氣溫度tf, 均

5、由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集，經(jīng)10位A/D、D/A等轉(zhuǎn)換處理后，所有數(shù)據(jù)由液晶屏全屏顯示。圖2為平板加熱構(gòu)造示意圖， 平板內(nèi)部由電阻絲 4均勻地繞在絕緣板 5上，為防止漏電 平板與電阻絲之間加一層云母薄片3,平板的外表面溫度是將多只熱電偶經(jīng)細(xì)孔從平板內(nèi)部開槽敷設(shè)后由平板側(cè)向引出的。圖2圖2平板結(jié)構(gòu)示意圖.平板 2.熱電偶 3.云母層 4.電加熱絲 5.絕緣板四.實(shí)驗(yàn)步驟：.連接、檢查各電路、氣路是否處于正確狀態(tài)，然后開啟交流穩(wěn)壓電源。.啟動風(fēng)機(jī)，調(diào)整風(fēng)量至實(shí)驗(yàn)所需的風(fēng)速。.打開控制箱開關(guān)電源，調(diào)節(jié)“電壓旋鈕”至實(shí)驗(yàn)所需的加熱電壓（注意勿使平板過熱）。.測定平板上各點(diǎn)的溫度值，待各溫度值達(dá)到穩(wěn)定后，記錄各點(diǎn)溫度數(shù)值（相隔10分鐘左右）及電加熱器功率、空氣溫度、畢托管動壓值，讀取56組數(shù)據(jù)，各組數(shù)據(jù)對應(yīng)點(diǎn)溫度誤差W 0.1 C時即認(rèn)為穩(wěn)定，把符合誤差范圍內(nèi)的幾組對應(yīng)數(shù)據(jù)平均值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。.實(shí)驗(yàn)完成后先關(guān)閉平板電加熱器的電源，然后再將風(fēng)機(jī)關(guān)掉，并整理好其它所用儀器。五.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：.壁面平土勻溫度tw：twtwt w1 tw2t w3twn n.求風(fēng)速v:m/s2Pdm/s式中：v 掠過平板的風(fēng)速，m/s;Pd 一空氣掠過平板的動壓，Pa；3一空氣號度 kg / m。.換熱系數(shù)h