201204 热工综合实验-实验指导书

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1、《热工综合实验指导书》何涛编刘建华审机械工程实验教学中心目录实验一、气体定压比热的测定…………………………………………………………….…………2实验二、稳态平板法测定绝热材料导热系数.………………………………………………………7实验三、强迫对流单管管外放热系数测定.………………………………………………………11实验四、大容器沸腾换热系数测定.…………………………………………………………………18实验五、换热器综合实验.……………………………………………………………………………211实验一气体定压比热的测定一、实验目的1.熟悉测定气体比热过程中测温、测压、测热量、测流量的方法。2.了解气体比热测

2、定装置的基本原理和构思。3.分析实验系统中产生误差的原因及减少误差的可能途径。从而增加热物性实验研究方面的感性认识，促进理论联系实际，以利于培养分析问题和解决问题的能力。4.综合运用湿空气、定压比热等方面的知识，验证空气的定压比热在0—300℃温度条件下与温度近似呈线性关系，培养综合应用能力。二、实验设备风机、LML—1型湿式气体流量计、秒表、比热仪本体、功率调节器、功率表、干湿球温度计、U型玻璃管压力计、水银气压计、玻璃管水银温度计、电源。整套装置由风机、流量计、比热仪本体、电功率调节器及测量系统组成。如图一示，为一开口系统。比热仪本体如图二所示。空气由风机经流量计送入比热仪本体，经过加热、

3、均流、混流、测温后流出。出口温度由输入电加热器的电压调节。本装置可以测300℃以下气体的定压比热。2三、参数测量1.用胶管将比热仪本体与流量计、节流阀、风机连通。2.连接功率表和调压器。3.选择合适的温度计插入混流网的凹槽中。4.接通电源，开动风机，调节流量达最大值。35.在加热器没工作的情况下，调节节流阀使流量保持每10升气体通过流量计所需时间在55～60秒之间。6.启动电热器开始工作，缓慢提高电压，使出口温度上升。7.待系统工况稳定后（出口温度在10分钟之内无变化或有微小起伏，即可视为稳定）测量下列数据：每10升气体通过流量计所需时间（秒）；比热仪进口温度和出口温度；当场大气压；流量计出口

4、处的气体表压；电热器的加热功率；8.提高电热器功率，使出口温度上升，系统达到新的平衡后，重复步骤7的工作。调节功率时，每次提高电热器功率2W,一般需25分钟左右可平衡。9.将每次的测量参数添入表一中。表一实验数据记录表当场大气压B=mmHg流量计出口气体表压力△h=mmHO21234567τ（秒）Q(W)t2()℃t1()℃to()℃tw()℃四、数值计算和公式整理1.根据空气的干球温度和湿球温度，从湿空气的含湿图查出含湿量d(g/kg·干空气)，由下式计算出水蒸气的容积成分：d/622r=（1）w1+d/6222.干空气流量4.••PgV（2）Gg=RgT0

5、.32×w13.61000τ=[kg/s]287.1(t+273.15)0−34.644×10(1−r)(B+

6、Gg(t2−t1)6.比热随温度的变化关系设在0—300℃之间，空气的定压比热与温度之间近似有线性关系，则从t到t的平均定压12比热为t2∫(a+bt)dtC∣t2=t1（6）pmt1t−t21t+t12=a+b25t1+t2t2因此，若以为横坐标，C∣为纵坐标，则可根据不同温度范围内的比热确定截pmt12距a和斜率b，从而得出比热随温度变化的计算式。五、实验注意事项1．无气流通过时，切勿使电热器投入工作，以免引起局部过热而损坏比热仪本体。2．气体出口温度不得超过300℃3．加热和冷却要缓慢进行，防止温度计和比热仪本体因温度骤升骤降而损坏。4．停止测试时，要先切断电热器电源，让风机继续运转十五

7、分钟左右，温度较低时可适当缩短时间。待比热仪本体内温度降到40℃以下时，关掉风机。5．注意用电安全。6实验二稳态平板法测定绝热材料导热系数一.实验目的1.巩固和深化稳定导热过程的基本理论，学习用平板法测定绝热材料导热系数的实验方法和技能。2.测定试验材料的导热系数。3.确定试验材料导热系数与温度的关系。二.实验原理导热系数是表征材料导热能力的物理量。对于不同的材料，导热系数是不同的；对同一材料，导