1、實(shí)驗(yàn)十 強(qiáng)制對流換熱系數(shù)的測定,（一）空氣橫掠圓柱體時局部換熱系數(shù)的測定 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解流體橫向掠過圓柱體時沿表面不同角度處對流換熱系數(shù)及壓力的變化。 分析對流換熱系數(shù)及壓力變化的原因。 實(shí)驗(yàn)原理 通過對圓柱體進(jìn)行熱平衡分析可得出局部換熱系數(shù)的表達(dá)式： 將實(shí)驗(yàn)測得的V、I、t、tf代入上式，計算不同處的局部換熱系數(shù)。最后可用局部努謝爾特數(shù)Nu來表示沿表面對流換熱的變化規(guī)律 ： 用Nu曲線可表示出某雷諾數(shù)Re下空氣橫掠圓柱體時的對流換熱變化規(guī)律。,實(shí)驗(yàn)裝置 試驗(yàn)裝置為風(fēng)源、圓柱體局部換熱試驗(yàn)段、低壓直流電源、電位差計、傾斜式微壓計、分壓箱和轉(zhuǎn)換開關(guān)。,試驗(yàn)段示意圖 試驗(yàn)段風(fēng)道由有機(jī)玻璃制成，中間

2、橫置可旋轉(zhuǎn)的圓柱體，其中段周向包覆一不銹鋼片，其內(nèi)表面放置了熱電偶，在熱電偶相同角度處開有一小測壓孔，將圓柱體轉(zhuǎn)到不同角位置，就可測出不同角度處表面溫度和空氣的壓力。,測量系統(tǒng)圖：不銹鋼片的電流量通過標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓降來測量。熱電偶測片壁溫。將熱電偶毫伏值，標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓降及片二端的電壓降，經(jīng)一轉(zhuǎn)換開關(guān)及分壓箱輸出一低壓信號，由電位差計測量各值，空氣沿柱面的壓力和來流速度由畢托管均通過傾斜式微壓計測量。,實(shí)驗(yàn)步驟 聯(lián)接并檢查線路，確定無誤后，打開風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)風(fēng)門在適當(dāng)位置，旋轉(zhuǎn)圓柱體使測溫點(diǎn)和測壓孔處在來流前駐點(diǎn)位置。 將整流電源電壓調(diào)節(jié)旋鈕旋至輸出電壓零位，然后接通整流電源，并逐步提高輸出電

3、壓，對不銹鋼片加熱。為保證不至于損壞試件。不銹鋼片表面溫度大約控制在80以下。 待熱穩(wěn)定后開始測量，以前駐點(diǎn)（0）到后駐點(diǎn)（180間隔5作一測量點(diǎn)。用電位差計測出各點(diǎn)的溫差電勢值E（ttf）。用微壓計測出相應(yīng)的氣流沿表面的壓力值P，每旋轉(zhuǎn)一角度，需待穩(wěn)定后再測量。測量可沿圓柱的一半進(jìn)行，但作為對稱檢驗(yàn)可待一半測量結(jié)束后，對另一半選幾點(diǎn)復(fù)測。測量過程中加熱電流和電壓變動較小，可選幾組數(shù)據(jù)。,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄 空氣溫度tf = 空氣密度f= 電壓降V1= 電壓降V2= 來流動壓P= 來流靜壓P= 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 實(shí)驗(yàn)分析 對流換熱變化規(guī)律及表面壓力變化有何聯(lián)系？ 影響換熱系數(shù)和壓力分布的因素。,（二）

4、空氣橫掠單管時平均換熱系數(shù)的測定 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過實(shí)驗(yàn)，掌握強(qiáng)制對流換熱數(shù)據(jù)的整理方法。 了解空氣橫掠單管時的換熱規(guī)律。 實(shí)驗(yàn)原理 根據(jù)對流換熱分析，流體橫掠管子時的換熱規(guī)律可以用準(zhǔn)則關(guān)系式來表示： Nuf(Re，Pr) 對于空氣，溫度變化范圍又不大，上式中的普朗特數(shù)變化很小，可作常數(shù)看待，則準(zhǔn)則關(guān)系可簡化為 ： Nuf(Re) 要通過試驗(yàn)確定Nu與Re的關(guān)系，就要求雷諾數(shù)Re有較大范圍的變動才能保證求得的準(zhǔn)則方程式的準(zhǔn)確性。改變雷諾數(shù)可以通過改變v及D來達(dá)到。也就是用不同直徑的管子在不同的空氣速度條件下進(jìn)行試驗(yàn)，然后將全部試驗(yàn)結(jié)果整理在一起求得換熱準(zhǔn)則式。,實(shí)驗(yàn)裝置 試驗(yàn)裝置為風(fēng)源、單管換熱試驗(yàn)段、低壓直流電源、電位差計、傾斜式微壓計、分壓箱和轉(zhuǎn)換開關(guān)。,測量系統(tǒng)圖：單管的電流量通過標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓降來測量，熱電偶測管內(nèi)壁溫，在離管端一定距離處焊有二電壓測點(diǎn)、，經(jīng)過分壓箱測兩點(diǎn)的電壓降Vab，空氣來流速度由畢托管通過傾斜式微壓計測量。,實(shí)驗(yàn)步驟 聯(lián)接并檢查所有線路，確定無誤后，將整流電源電壓調(diào)節(jié)旋鈕旋至零。然后打開風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)門、接通整流電源并逐步提高輸出電壓，待熱穩(wěn)定后開始測量，對每一種直徑的試驗(yàn)管，調(diào)整空氣流速45個工況，加熱電流亦可根據(jù)管子直徑及風(fēng)門大小適當(dāng)調(diào)整，保證管壁與空氣間有適當(dāng)?shù)臏夭?。由于所用管子很小，壁亦薄，熱容量很?。?/p>