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主頁 > 產(chǎn)品介紹 > 熱工類實驗裝置 > 強迫對流管蔟管外放熱系數(shù)測試裝置 2025-09-11

[規(guī)格型號]：	DB-QPGC
[產(chǎn)品名稱]：	強迫對流管蔟管外放熱系數(shù)測試裝置
[價　　格]：	52000元
[產(chǎn)品參數(shù)]：
[在線客服]：	QQ在線 QQ在線
[微　　信]：	13817525788

產(chǎn)品介紹：

DB-QPGC 強迫對流管蔟管外放熱系數(shù)測試裝置

一、實驗?zāi)康模?/span>

　　對空氣橫向流過管簇表面時的平均放熱系數(shù)的測試；根據(jù)對受強迫運動放熱過程的相似分析，將實驗數(shù)據(jù)整理成準則方程式。

二、主要配置：

　　多翼式低噪音風(fēng)機，自動調(diào)節(jié)風(fēng)門，組合式有機玻璃風(fēng)洞，翅片加熱管，加熱由固態(tài)調(diào)壓模塊配電位器調(diào)節(jié)加熱功率，數(shù)顯電流表、電壓表，翅片管簇順排和叉排組合，溫度傳感器，畢托管配差壓傳感器測量風(fēng)量，16路萬能信號輸入巡檢儀顯示溫度、阻力、流量，不銹鋼支架。

三、技術(shù)參數(shù)：

　　1、輸入電源：單相AC220V±10% 50Hz，功率4.5KW。

　　2、多翼式低噪音風(fēng)機參數(shù)：風(fēng)量2000 m3/h，風(fēng)壓1000 Pa，功率370W。

　　3、實驗管尺寸：Φ25×250mm ，材質(zhì)紫銅管。

　　4、差壓傳感器：量程0—1000Pa，精度0.5級。

　　5、實驗風(fēng)道采用透明有機玻璃材質(zhì)，分為風(fēng)口段，實驗段（實驗段有叉排和順排兩種），測試段等，彼此之間采用法蘭連接。

　　6、溫度由高精度溫度傳感器測量，萬能信號輸入巡檢儀和高精度數(shù)字顯示表顯示溫度、阻力、流速等實驗全部測量參數(shù)，手動風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量。

　　7、外形尺寸：2000×500×1700mm，外形為不銹鋼可移動支架，帶雙剎車輪。

強迫對流管蔟管外放熱系數(shù)測試實驗指導(dǎo)書

實驗?zāi)康?/span>
1．了解熱工實驗的基本方法和特點；
2．學(xué)會翅片管束管外放熱和阻力的實驗研究方法；
3．鞏固和運用傳熱學(xué)課堂講授的基本概念和基本知識；
4．培養(yǎng)學(xué)生獨立進行科研實驗的能力。
實驗內(nèi) 容
1．熟練實驗原理和實驗裝置，學(xué)習(xí)正確使用測溫度、測壓差、測流速、測熱量等儀表。
2．正確安排實驗，測取管外放熱和阻力的有關(guān)實驗數(shù)據(jù)。
3．用威爾遜方法整理實驗數(shù)據(jù)，求得管外放熱系數(shù)的無因次關(guān)聯(lián)式，同時，也將阻力數(shù)據(jù)整理成無因次關(guān)聯(lián)式的形式。
4．對實驗設(shè)備，實驗原理，實驗方案和實驗結(jié)果進行分析和討論。
實驗原理
1．翅片管是換熱器中常用的一種傳熱元件，由于擴展了管外傳熱面積，故可使光管的傳熱熱阻大大下降，特別適用于氣體側(cè)換熱的場合。
2．空氣（氣體）橫向流過翅片管束時的對流放熱系數(shù)除了與空氣流速及物性有關(guān)以外，還與翅片管束的一系列幾何因素有關(guān)，其無因次函數(shù)關(guān)系可表示如下：
N_u=f(R_e、P_r、N)
式中：N_u= 為Nusselt數(shù)；
R_e==為Reynolds數(shù)；
P_r==為Prandtl數(shù)；
H、δ、B分別為翅片高度、厚度、和翅片間距；
P_t、P_l為翅片管的橫向管間距和縱向管間距；N為流動方向的管排數(shù)；
D_o為光管外徑，U_m、G_m為最窄流通截面處的空氣流速（m/s）和質(zhì)量流速。
（kg/m²s）且Gm=Um•ρ
λ、ρ、μ、γ、α為氣體的特性值。
此外，放熱系數(shù)還與管束的排列方式有關(guān)，有兩種排列方式，順排和叉排，由于在叉排管束中流體的紊流度較大，故其管外放熱系數(shù)會高于順流的情況。
對于特定的翅片管束，其幾何因素都是固定不變的，這時，式（1）可簡化為：
N_u=f（R_e、P_r）（2）
對于空氣，P_r數(shù)可看作常數(shù)，故
N_u=f（R_e）（3）
式（3）可表示成指數(shù)方程的形式
N_u=CR_eⁿ（4）
式中，C、n為實驗關(guān)聯(lián)式的系數(shù)和指數(shù)。這一形式的公式只適用于特定幾何條件下的管束，為了在實驗公式中能反映翅片管和翅片管束的幾何變量的影響，需要分別改變幾何參數(shù)進行實驗并對實驗數(shù)據(jù)進行綜合整理。
3．對于翅片管，管外放熱系數(shù)可以有不同的定義公式，可以以光管外表面為基準定義放熱系數(shù)，也可以以翅片管外表面積為基準定義。為了研究方便，此處采用光管外表面積作為基準，即：
（5）
式中：Q為總放熱量，（W），n為放熱管子的根數(shù)，πD₀L為一支管的光管換熱面積（m²）,T_a為空氣平均溫度（℃），T_w0為光管外壁溫度（℃），此處，的單位為（w/m²•℃）。
4．如何測求翅片管束平均管外放熱系數(shù)

是實驗的關(guān)鍵。如果直接由式（5）來測求

，勢必要測量管壁平均溫度T_w0，這是一件很困難的任務(wù)。采用一種工程上更通用的方法，即：威爾遜方法測求管外放熱系數(shù)，這一方法的要點是先測求出傳熱系數(shù)，然后從傳熱阻中減去已知的各項熱阻，即可間接地求出管外放熱熱阻和放熱系數(shù)。即

（6）
式中：K為翅片管的傳熱系數(shù)，可由實驗求出
（7）
其中：Tv代表管內(nèi)流體的平均溫度。
是管內(nèi)流體對管內(nèi)壁的放熱系數(shù)，可由已知的傳熱規(guī)律計算出來；R_w由管壁的導(dǎo)熱公式計算之。
應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)管內(nèi)放熱系數(shù)

時，管內(nèi)熱阻將遠遠地小于管外熱阻，這時，

的某些計算誤差將不會明顯地影響管外放熱系數(shù)

的大小。
5．為了保證

有足夠大的數(shù)值，一般實驗管內(nèi)需采用蒸汽冷凝放熱的換熱方式。本實驗系統(tǒng)中，采用簡易熱管作為傳熱元件，將實驗的翅片管，做成簡易熱管的冷凝段，即簡易熱管內(nèi)部的蒸汽在翅片管內(nèi)冷凝，放出汽化潛熱，透過管壁，傳出翅片管外，這就保證了翅片管內(nèi)的冷凝過程。這時，管內(nèi)放熱系數(shù)

可用Nusselt層流膜層凝結(jié)原理公式進行計算，即：
（8）
式中，（9）
為單位冷凝寬度上的凝液量（kg/s,m）,其中，r為汽化潛熱（J/kg），D_i為管子內(nèi)徑，式（8）中第2個括號中的物理量為凝液物性的阻合。
園筒壁的導(dǎo)熱熱阻為
（10）
應(yīng)當(dāng)注意，式（6）中的各項熱阻都是以光管外表面積基準的。
實驗設(shè) 備
實驗的翅片管束安裝在一臺低速風(fēng)洞中——實驗裝置和測試儀表如圖1所示。試驗由有機玻璃風(fēng)洞，加熱管件、風(fēng)機支架、測試儀表等六部分組成。
有機玻璃風(fēng)洞由帶整流隔柵的入口段，整流絲網(wǎng)、平穩(wěn)段、前測量段、工作段、后測量段、收縮段、測速段、擴壓段等組成。工作段和前后測量段的內(nèi)部橫截面積為300mm×300mm。工作段的管束及固定管板可自由更換。
試驗管件由兩部分組成；單純翅片管和帶翅片的試驗簡易熱管，但外形尺寸是一樣的采用順排排列，翅片管束的幾何特點如表1所示。

表1

翅片管內(nèi) 徑	翅片管外徑	翅片高度	翅片厚度	翅片間距	橫向管間距	縱向管間距	管排數(shù)
Di	Do	H	δ	B	P_t	P_l	N
mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm
20	25.5	9.75	0.2	2.7	75	80	5

4根簡易試驗熱管組成一個橫排，可以放在任何一排的位置上進行實驗。一般放在第3排的位置上，因為實驗數(shù)據(jù)表明，自第3排以后，各排的放熱系數(shù)基本保持不變了。所以，這樣測求的放熱指數(shù)代表第3排及以后各排管的平均放熱系數(shù)。
簡易試驗熱管的加熱段由專門的電加熱器進行加熱，電加熱器的電功率由電流、電壓表進行測量。每一支熱管的內(nèi)部插入一支E型熱電偶用以測量熱管內(nèi)冷凝段的蒸汽溫度T_vo電加熱器熱的箱體上，也安裝一支熱電偶，用以確定箱體的散熱損失。熱電偶的電動勢也可由UJ33a型電位差計進行測量。

圖1實驗風(fēng)洞系統(tǒng)簡圖
1.風(fēng)機支架 2.風(fēng)機 3.風(fēng)量調(diào)節(jié)手輪 4.過渡管 5.測壓管 6.測速段 7. 過渡管 8.管簇后測壓管 9.實驗管段 10. 管簇前測壓管 11.吸入管 12.支架 13. 加熱元件 14.控制盤
空氣流的進出口溫度由數(shù)顯表配熱電偶測量，也可用0.1℃的玻璃溫度計進行測量，入口處安裝一支，出口處可安裝兩支，以考慮出口截面上氣流溫度的不均勻性。空氣流經(jīng)翅片管束的壓力降由斜傾式壓差計測量，管束前后的靜壓測孔都是4個，均布在前后測量段的壁面上�？諝饬鞯乃俣群土髁坑砂惭b在測速收縮段上的畢托管和傾斜式壓差計測量。
五、實驗步驟
1．熟悉實驗原理，實驗設(shè)備；
2．調(diào)試檢查測溫、測速、測熱等各儀表，使其處于良好工作狀態(tài)；
3．將四排加熱管上的接有熱電偶的上蓋拔出使其能夠冒氣即可。接通電加熱器電源，將電功率控制在2~3KW之間，加熱至四排加熱管均有水蒸氣冒出后，蓋上接有熱電偶的上蓋。開動引風(fēng)機。
注意：
（1）. 蓋上接有熱電偶的上蓋時，不要讓水蒸汽湯著手！
（2）.引風(fēng)機需在空載或很小的開度下啟動；
4．調(diào)整引風(fēng)機的閥門，來控制實驗工況的空氣流速，一般，空氣風(fēng)速應(yīng)從小到大逐漸增加，實驗中，根據(jù)畢托管壓差讀值，可改變 6~7個風(fēng)速值，這樣，就有 6~7個實驗工況；
5．在每一個實驗工況下，待確認設(shè)備處于穩(wěn)定狀態(tài)后，進行所有物理量的測量和記錄，將測量的數(shù)值記錄到予先準備好的數(shù)據(jù)記錄表格中。
6．進行實驗數(shù)據(jù)的計算和整理，將結(jié)果逐項記入數(shù)據(jù)整理表格中。在整理數(shù)據(jù)時，可以用手算程序，也可以用予先安排好的計算機程序。
7．對實驗結(jié)果進行分析和討論。
應(yīng)注意，當(dāng)所有工況的測量結(jié)束以后，應(yīng)先切斷電加熱器電源，待10分鐘后，再關(guān)停引風(fēng)機。
六、數(shù) 據(jù) 整理
數(shù)據(jù)的整理可按下述步驟進行：
1．算風(fēng)速和風(fēng)量
測量截積的風(fēng)速
（10）
其中：壓差mm水柱或kgf/m²
空氣密度ρ kg/m³
單位換算系數(shù)g=9.8
故得出速度的單位為m/s
風(fēng)量：Ma=U_測*F_測*ρ_測
其中：測量截面積F_測=0.3*0.3 m²，測量截面處的密度由出口空氣溫度T_a2確定。
2．空氣側(cè)吸熱量：
Q_l=M_a*C_pa*(T_a2-T_a1) （11）
3．電加熱器功率
Q₂=I*V
4．加熱器箱體散熱。因箱體溫度很低，散熱量小，可由自然對流計算
Q₃=α_c*F_b*(T_ω- T_o)
此處，α_c為自然對流散熱系數(shù)，可近似取α_c=5w/m²•℃進行計算；F箱為箱體散熱面積（實測），T_ω箱體溫度，T_o為環(huán)境溫度。
5．計算熱平衡誤差
                       （12）
6．計算翅片管束最窄流通截面處的流速和質(zhì)量流速
   m/s
    kg/m²·s
7．計算R_e數(shù)
R_e=
8．計算傳熱系數(shù)　
℃                 （13）
9．計算管內(nèi)凝結(jié)液膜放熱系數(shù)
由式（8）進行計算，對于以水為工質(zhì)的熱管，液膜物性值都是管內(nèi)溫度T_v的函數(shù)，因此，式（8）可簡化為：
         （14）
10．計算管壁熱阻，由式（9）計算
11．由式（6）計算管外放熱系數(shù)
12．計算
13．在雙對數(shù)坐標紙上標繪關(guān)系曲線，并求出其系數(shù)和指數(shù)。也可由計算機程序求

的回歸方程。
此外，空氣流過管束的阻力一般隨數(shù)的增加而急劇增加，同時，與流動方向上的管排數(shù)成正比，一般用下式表示
　　　�。�15）
式中：為摩擦系數(shù)，在幾何條件固定的條件下，它僅僅是

數(shù)的函數(shù)，即
　　　　　　　　　　　　�。�16）
式（16）中的系數(shù)c和指數(shù)可由實驗數(shù)據(jù)在雙對數(shù)坐標上確定。一組實測的實驗數(shù)據(jù)及其整理結(jié)果如附錄I所示。
七、討論
（一）測求的管外放熱系數(shù)

包括了幾部分熱阻？
（二）所求實驗公式的應(yīng)用條件和范圍是什么？應(yīng)用威爾遜方法需保證什么條件？
（三）每支實驗熱管的管內(nèi)溫度不盡相同，這對放熱系數(shù)

的精確性有何影響？
（四）分析實驗誤差原因和改進措施。
（五）通過實驗，掌握了哪些實驗技能？鞏固了哪些基本概念？
八、附記
（一）本實驗所需教學(xué)時數(shù)大約6學(xué)時。在進行充分預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書的條件下，實驗進行約4學(xué)時，數(shù)據(jù)整理2學(xué)時。
（二）實驗應(yīng)用的基礎(chǔ)知識較多，易在課程的后期進行安排。
（三）因為本實驗臺的實驗元件都是可以更換的，可以滿足各種不同的實驗要求，因而也適用于研究生的實驗研究。也可為工業(yè)傳熱元件進行性能標定。

友情提示：

1、貨品驗收：閣下收貨時請檢查強迫對流管蔟管外放熱系數(shù)測試裝置的貨品外觀，核實強迫對流管蔟管外放熱系數(shù)測試裝置的數(shù)量及配件，拒收處于受損狀態(tài)的強迫對流管蔟管外放熱系數(shù)測試裝置；

2、質(zhì)保：頂邦將為閣下提供強迫對流管蔟管外放熱系數(shù)測試裝置產(chǎn)品說明書內(nèi)的質(zhì)保條件和質(zhì)保期，在質(zhì)保范圍內(nèi)提供對強迫對流管蔟管外放熱系數(shù)測試裝置的免費維修，超出條件承諾時提供對強迫對流管蔟管外放熱系數(shù)測試裝置的有償維修；

3、退換貨：閣下單方面原因?qū)е碌膹娖葘α鞴茌芡夥艧嵯禂?shù)測試裝置選型錯誤或強迫對流管蔟管外放熱系數(shù)測試裝置購買數(shù)量錯誤，造成強迫對流管蔟管外放熱系數(shù)測試裝置的退換貨要求，將不被接受；

4、貨期：強迫對流管蔟管外放熱系數(shù)測試裝置的發(fā)貨期為參考值，如您需要了解強迫對流管蔟管外放熱系數(shù)測試裝置的精確貨期，請與頂邦的銷售人員聯(lián)系；

5、如閣下對強迫對流管蔟管外放熱系數(shù)測試裝置有任何疑問，請致電：021-36334717 ，我們將由專業(yè)人士為您提供有關(guān)強迫對流管蔟管外放熱系數(shù)測試裝置的咨詢。

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