对流给热系数测定实验——XXX
雷诺数：Re=du?工作点?=0.02?11.7?1.081=12849
1.969?10-531.50.40.80.8?36.2Nu/Pr理论值?0.023Re=0.023?12849=44.5 ， 0.40.709由以上数据可作出Nu/Pr^0.4 与Re关系图，如下： Nu/Pr0.4?
※ 实验结果讨论※
（1）从图中可以看出，不管传热是否被强化，Nu/Pr～Re关系曲线的线性都非常好，说明当流体无相变时，用量纲分析法推导出的对流传热准数关系式
0.4
Nu=ARemPrn（在强制对流即忽略Gr影响时）的准确性是很好的。
（2）从图中可以看出，在相同的雷诺数下，加混合器后的Nu/Pr0.4值比未加混合器时的大，因为Pr和热导率λ在实验条件下变化很小，由Nu=αd/λ知，加混合器强化传热后，传热膜系数α变大。说明增大加热流体的湍动程度可以强化传热。
（3）实验中加入混合器后，空气的出口温度明显变高，但孔板压降则迅速降低，说明实验中，传热效果的提高是以增大流动阻力为代价的。
（4）由 及 可知，直线斜率即为雷诺数Re的指数，而截距即为lgA,将未强化时的Nu/Pr0.4～Re的关系曲线进行拟合得α=0.0179；m=0.7959，与公认的关联式有一点偏差。
（5）将加混合器强化时的Nu/Pr0.4～Re的关系曲线进行拟合得α=0.0297；m=0.7903。
七、思考题：
1、本实验中管壁温度应接近蒸汽温度还是空气温度？为什么？
对流给热系数测定实验——XXX
答：接近蒸汽温度。管壁温度应接近于蒸汽温度。对于定态传热过程，Q=KA=α1A1(T-Tw)=
α2A2(t-tw)。实验过程中，铜管换热壁很薄且热导率很大，则可以近似的看做管壁两侧温度基本不变，即tw=Tw,上式可以简化成
可知传热面两侧温差之比等于两
侧热阻之比。因为水蒸气对流给热系数α1约为10000，空气的对流给热系数α2约为100，α1α2，则Tw
即壁温总是接近于热阻较小，即对流给热系数较大一侧流体的温度。
因此管壁温度更接近于蒸汽温度。
2、如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对α的关联式有无影响？说明原因。
答：没有影响。假定流体仍被强制湍流且被加热，此时：Nu=A
。其中Re=
、
Pr=。可知不同压强下蒸汽的流速、密度、温度、热容都不同，导致Re、Pr会有所不
同。但是本实验采用的是量纲分析法，将各个物理量规划成无因次变量，即蒸气压强变化引起的流速、密度、温度、热容的变化会同时反应在雷诺数Re、流量qv、传热膜系数α、Nu等数据上，可以得到不同Re值下的Nu/Pr^0.4值，仍然可以进行关联。
3、结合实验数据，计算空气一侧的热阻占总热阻的百分数。
答：以第一组为例。由Q?K2A2?tm，其中Q=177.2W，A2=0.1018m2，?tm?57.4℃，可求出K2=30.3W?m2?℃?1。空气一侧热阻占总热阻的百分数为
1?140.9=?100%=74.1%。 11K230.314、设蒸汽温度恒定，换热器入口空气温度不变，当空气流量增大后，壁温和出口温度有什么变化？
答：蒸汽温度T恒定，即蒸汽与冷空气交换的热流量Q一定。由Q=qmcp2(t2-t1)=α1A1(T-Tw)当流量增大、cp2、Q恒定时，温差随着减小，在换热器入口温度不变的情况下，出口温度降低。传热系数α1与质量流量的0.8次方成正比，因而流速增大时，α1变大。Q恒定，A1恒定，T恒定，则壁温降低。
5、横向比较8套设备的强制对流给热实验数据，发现测量得到的据Nu=0.023
计算得到）小1020%,原因是什么？
比经验值（根
答：（1）实验数据处理时，将空气当成理想气体来计算。而理论中空气与理想气体存在一定
的偏差，导致α1比经验值偏低。
对流给热系数测定实验——XXX
（2）通入气体中的不凝性气体没有完全排出，降低传热效率。
（3）实际总的传热系数K包括管外侧、内侧的污垢热阻以及管壁热阻，在实际计算中
都给忽略不计了，导致传热系数减小。