强迫对流管族管外放热系数实验数据处理结果

工作段和前后测量段的内部横截面积为300mm×300mm。工作段的管束及固定管板可自由更换。

试验管件由两部分组成；单纯翅片管和带翅片的试验简易热管，但外形尺寸是一样的采用顺排排列，翅片管束的几何特点如表4-1所示。 表4-1 翅片 管内径 Di mm 20 翅片 管外径 Do mm 25.5 翅片 高度 H mm 9.75 翅片 厚度 δ mm 0.2 翅片 间距 B mm 2.7 横向 管间距 Pt mm 75 纵向 管间距 Pl mm 80 管排数 N 5

数据的整理可按下述步骤进行： 1．算风速和风量

测量截积的风速 QV测A2p0 孔板流量计流量公式（4-10）

其中：μ由 d./D 和Re 决定. 在本例中,由实验台铭牌可得: d=100mm,D=140mm; 若假设充分紊流,可取μ=0.7 计算.

p0=

HK.

H 为液柱的变化量, K为斜面系数,本例中从实验铭牌中读得为0.2.

风量：Ma=QV测 ρ2．空气侧吸热量：

测

Ql=MaCpa(Ta2-Ta1) （4-11）

3．电加热器功率

Q2=IV, 可直接读出

4．加热器箱体散热。因箱体温度很低，散热量小，可由自然对流计算

Q3=αc Fb(Tω- To)

此处，αc为自然对流散热系数，可近似取αc=5w/m2•℃进行计算；F箱为箱体散热面积（实测），Tω箱体温度 本例中按出口空气温度计，To为环境温度。

5．计算热平衡误差

Q1(Q2Q3) （4-12）

Q16．计算翅片管束最窄流通截面处的流速和质量流速

UmQV测F窄 m/s. GmUm kg/m2·s

7．计算Re数 Re=

DoGm

8．计算传热系数 KQlw/m2℃

nD0L(TvTa)29．计算管内凝结液膜放热系数al(2456233404Tv9.677Tv)(Ql1)3 nDi

10．计算管壁热阻，翅片管的传热系数K12wQ

nDoL(TvT)11． 园筒壁的导热热阻为RwlnDo111Rw DiKi12．计算NuaDi

进风出风I 翅1 翅2 翅3 翅4 室内 功率 液面1 液面2 注释 T ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ W mm mm 19.5 19.5 22.3 22 22 21.8 19.8 0 122 37 初始状况 20.8 21 25.4 25.8 24.4 24 21 46.5 155 44 定风 22.1 22.7 32 32.2 29.9 28.8 22.5 101.9 159 48 22.7 23.7 37.1 37.3 34 32.5 23.1 152 164 52 23.4 24.7 42.2 42.3 38.2 36.3 23.8 201.9 171 58 23.9 25.5 47.2 47.2 42.2 40 24.3 250.9 176 62 24.1 26.2 52.1 51.8 46.1 43.2 24.6 301.8 181 67 24.4 26.6 56.6 56.6 49.7 46.4 24.9 351.9 185 70 24.6 26.8 49.6 48.8 44.3 42.1 25.1 197.8 171 71 定功率 24.5 26.1 45.1 44.7 40.7 38.6 25.1 197.8 180 73 24.6 25.8 43.2 43.1 39.1 37.1 25.2 197.8 189 75

Qv 0 0.051055 0.054061 0.057598 0.062213 0.06531 0.068267 0.070543 0.062213 0.067686 0.072748 Vf 0 0.567283 0.600681 0.639982 0.691259 0.725671 0.758523 0.783814 0.691259 0.752067 0.808314 K 0 32.84609 50.70706 62.69675 67.4165 70.29094 81.37938 75.6831 88.50755 83.99453 73.87292 Ma 0 0.061267 0.064874 0.069118 0.074656 0.078372 0.08192 0.084652 0.074656 0.081223 0.087298 Tv 295.025 297.9 303.725 308.225 312.75 317.15 321.3 325.325 319.2 315.275 313.625 Q1 0 12.31458 39.11873 69.4636 97.53804 126.0229 172.8932 187.1654 165.0644 130.607 105.2813 Q3 Q1+Q3 不平衡度 -6.48 -6.48 无意义 0 12.31458 -2.77601 4.32 43.43873 -1.49446 12.96 82.4236 -1.00162 19.44 116.978 -0.87065 25.92 151.9429 -0.78523 34.56 207.4532 -0.54569 36.72 223.8854 -0.68397 36.72 201.7844 0.024138 21.6 152.207 -0.34908 12.96 118.2413 -0.75568 logRe 3.164768 3.189612 3.217135 3.250609 3.271708 3.290937 3.305181 3.250609 3.287225 3.318548 logNu 1.516395 1.712568 1.809984 1.843678 1.863198 1.93185 1.897954 1.971216 1.946439 1.886209 Re 0 1461.396 1547.432 1648.677 1780.774 1869.424 1954.055 2019.208 1780.774 1937.425 2082.324 al 48037.04 35683.73 30315.81 26712.72 24037.33 21862.4 20070.4 25602.71 26396.82 26724.07 Nu 32.83935 51.59028 64.56306 69.77157 72.97896 85.47711 79.05948 93.58715 88.3974 76.95014

本实验误差较大，误差主要来源于一些几个方面：

1， 实验过程中时间有限，难以有充裕时间来判断是否达到稳态，这个

会对实验结果产生较大影响。

2， 在用孔板流量计算流量时，孔板测压点位置离孔板太进，会受局部

湍流的影响。且在计算时，孔板流量系数按充分紊流计算时，取得的流量系数偏低，计算结果也表明，Re 较小，远达不到充分紊流，会使计算的流量和Q1等值偏小， 这也符合数据处理后的实际（Q1+Q3〈Q2）

3， 箱体面积和表面温度难以标定，且自然传热系数与温度有关，故Q3

的计算会较实际情况有较大偏差

4， 翅片管的材料未知,对系数的估计可能存在很大偏差