内容发布更新时间 : 2024/5/20 20:12:30星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

建筑环境与设备工程专业实验指导书

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

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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：

d2??m2??0 2dx式中：m—系数，m??u ?F ?—过余温度；??t?tf,?C t—伸展体温度，℃

tf—伸展体周围介质温度，℃；

?—空气对壁面的换热系数；W/(m2??C) u—伸展体周长；u??d,m； F—伸展体截面积；F??4伸展体内的温度分布规律，由边界条件和m值定。

2(d2?d12) 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

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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?=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EB是干电池或直流稳压电源，EN为标准电池。图中共有三个回路：(a).由EB,RS,RN,RABC所组成的工作电流回路，回路的电流为I；

(b).由EN，RN和检流计G所组成的校准回路，回路电流为iN，其功能是调整工

作电流I维持设计时所规定的电流值。(c).由Et，RAB和检流计G组成的测量回路，回路电流为i。

首先，将开关K置向“标准”位置时，校准回路工作，其电压方程为

EN?IRN?iN(RN?RG?REN)

式中：RG为检流计的内阻；REN是标准电池的内阻。调整RS以改变工作电流回路的工作电流I，使检流计G指零，即iN?0，则EN?IRN，此时I就是电位差计所要求的工作电流值

然后，将开关K置向“测量”位置时，测量回路工作，其电压方程为

Et?IRAB?i(RAB?RG?RE)

式中：RE为热电偶及连接导线的电阻。移动电阻RABC的滑动点B使检流计G指零，则i?0，Et?IRAB。由于I已是精确的工作电流值，同时RAB也由刻度盘上

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精确地可知，所以Et的测量值也就精确知道。

四、完成本试验的具体作法

d2?1、解方程：2?m2??0

dx截面积为f，周长为U的等截面棒状体，其导热系数为?，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?，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（?=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?=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?值； （2）根据试验条件求得的m值，用分析公式计算过余温度分布，过余温度最低值处的位置及其值，并与实测结果比较。

五、注意事项

（1）调整加热等功率时需要温度不要过高，以免烧坏测温部件。加热电压一般取V?100伏为宜。

（2）试验结束后，先将调压器输出调到零，等试件降温至接近常温后再关掉风机，以免损坏试验装置。

六、问题讨论

1、通过理论分析与实验实测，总结对具有对流换热表面的伸展体传热特性的认识。

2、手动电位差计在使用过程中应注意哪些问题？

3、本实验中如果不使用副加热器，实验结果会有什么变化？ 4、风速的改变对实验结果有什么影响？

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