热工综合实验-实验指导书.pdf

《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.……………………………………………………………………………21 1 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、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。 3 5. 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= mmH O 2 1 2 3 4 5 6 7 τ （秒） Q(W) t 2 (℃) t 1 (℃) t o (℃) t w (℃) 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 / 622 r = 1