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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(zhǔn)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(zhǔn)定義放熱系數(shù)，也可以以翅片管外表面積為基準(zhǔn)定義。為了研究方便，此處采用光管外表面積作為基準(zhǔn)，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(zhǔn)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。空氣流的速度和流量由安裝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(zhǔn)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(biāo)紙上標(biāo)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(biāo)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(biāo)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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