1、天津大學熱工基礎與應用實驗報告學校院系：天津大學機械工程學院指導教師: 學生姓名:準考證號:實驗3二氧化碳氣體P-V-T關系的測定一、實驗目的了解CO2臨界狀態的觀測方法，增強對臨界狀態概念的感性認識。鞏固課堂講授的實際氣體狀態變化規律的理論知識，加深對飽和狀態、臨界狀態等 基本概念的理解。掌握CO2的P-V-T間關系測定方法。觀察二氧化碳氣體的液化過程的狀態變化，及 經過臨界狀態時的氣液突變現象，測定等溫線和臨界狀態的參數。二、實驗任務測定CO2氣體基本狀態參數P-V-T之間的關系，在PV圖上繪制出t為20C、31.1 C、40C三條等溫曲線。觀察飽和狀態，找出t為20C時，飽和液體的比容與

2、飽和壓力的對應關系。觀察臨界狀態，在臨界點附近出現氣液分界模糊的現象，測定臨界狀態參數。根據實驗數據結果，畫出實際氣體P-V-t的關系圖。三、實驗原理一、水蒸氣的定壓發生過程取初始狀態a時水的壓力為p，而溫度與三相點溫度相同，即為0.01 C，因該溫 度低于壓力p所對應的飽和溫度，故處于未飽和水狀態。為使容積變化時保持壓力不 變，假設容器為具有活塞的氣缸，如圖3-1a所示。當水受熱時，水的溫度升高，比體未飽秫 懶賺鯽僮削水蒸氣過熱水毒氣abcde圖3-1水蒸氣定壓發生過程示意圖圖3-2水蒸氣定壓發生過程p-v和t-s示意圖對水繼續加熱，水開始汽化，逐漸由飽和水轉變成飽和水蒸氣，如圖10-1c所

3、示，未汽 化的部分仍保持為飽和水狀態。汽化過程中飽和水與飽與水蒸氣的溫度和壓力都保持不變， 但兩者混合物的容積增長很快，即混合物的折合比體積vx增加很快。當飽和水全部轉變為 飽和水蒸氣時，即達到干飽和水蒸氣狀態，如圖10-1d所示。因為飽和水定壓汽化成為干飽 和水蒸氣的過程也是定溫過程，故在p-v圖及T-s圖上汽化過程b-d都是一條水平線，如圖 3-2中過程b-d所示。干飽和水蒸氣繼續加熱，水蒸氣的溫度便升高到高于飽和溫度的數值，這種水蒸氣稱為 過熱水蒸氣。過熱水蒸氣的比體積比飽和水蒸氣大，其狀態如圖3-1e所示。過熱水蒸氣的 溫度與同壓力下的飽和溫度之差稱為水蒸氣的過熱度，即D=tts。三、

4、水蒸氣的p-v圖和T-s圖在不同的壓力下對水加熱，同樣要經歷類似上述的相變過程。在p-v圖和T-s圖上，將各 定壓線上所有開始汽化的各點連接起來，形成一條如圖10-5中B-c所示的曲線，線上各點相 應于不同壓力下的飽和水狀態，稱為下界線，即飽和水線。將定壓線上所有汽化完畢的各點 連接起來，形成另一條曲線A-c，線上各點相應于不同壓力下的干飽和水蒸氣狀態，稱為上 界線，也即干飽和水蒸氣線。當壓力增加到某一確定值時，飽和水狀態與干飽和蒸汽狀態重合，成為水、汽不分的狀 態，即臨界點c。水蒸氣的臨界參數為tc = 374.15 C pc=22.120 Mpa vc=0.003 17 m3/kg下界線和

5、上界線在臨界點c相交，形成了為飽和曲線A-c-B所包圍的飽和區，在該區域 內飽和水和飽和水蒸氣共存，稱為濕飽和蒸汽，因此飽和區又稱為濕蒸汽區。當壓力高于臨界壓力Pc時，便不再發生水的定壓汽化過程，如圖3-3中過程1-2所示。丁I，以 d圖3-3水蒸氣的p-v圖及T-s圖分析水蒸氣的相變圖線可見，上、下界線表明了水汽化的始末界線，二者統稱飽和曲線， 它把p-v和T-s圖分為三個區域，即液態區（下界線左側）、濕蒸汽區（飽和曲線內）、汽態區（上 界線右側）。此外，習慣上常把壓力高于臨界點的臨界溫度線作為“永久”氣體與液體的分界 線。所以，水蒸氣的相變圖線，可以總結為一點（臨界點）、二線（上界線、下界

6、線）、三區（液 態區、濕蒸汽區、氣態區）和五態（未飽和水狀態、飽和水狀態、濕飽和蒸汽狀態、干飽和蒸 汽狀態、過熱蒸汽狀態）。理想氣體狀態方程：PV = nRTR：通用氣體常數 8.314J/mol - RV:體積n:摩爾數實際氣體：因為氣體分子體積和分子之間存在相互的作用力，狀態參數（壓力、溫度、 比容）之間的關系不再遵循理想氣體方程式了?？紤]上述兩方面的影響，1873年范德瓦爾 對理想氣體狀態方程式進行了修正，提出如下修正方程：r 偵p + （v - b） = RT（3-1）I式中：a / V2是分子力的修正項；b是分子體積的修正項。修正方程也可寫成：pv3 一 （bp + RT）v2 +

7、av 一 ab = 0（3-2）它是V的三次方程。隨著P和T的不同，V可以有三種解：三個不等的實根；三個相等的實 根；一個實根、兩個虛根。1869年安德魯用CO2做試驗說明了這個現象，他在各種溫度下定溫壓縮CO2并測定p與 v，得到了 P-V圖上一些等溫線，如圖21所示。從圖中可見，當t 31.1時，對應每 一個P，可有一個v值，相應于（1）方程具有一個實根、兩個虛根；當t=31.1C時，而p =pc時，使曲線出現一個轉折點C即臨界點，相應于方程解的三個相等的實根；當t31.1C 時，實驗測得的等溫線中間有一段是水平線（氣體凝結過程），這段曲線與按方程式描出的 曲線不能完全吻合。這表明范德瓦爾

8、方程不夠完善之處，但是它反映了物質汽液兩相的性質 和兩相轉變的連續性。簡單可壓縮系統工質處于平衡狀態時，狀態參數壓力、溫度和比容之間有確定的關 系，可表示為：F （P， V， T） = 0或v= f（P,T）可見，保持任意一個參數恒定，測出其余兩個參數之間的關系，就可以求出工質狀態變 化規律。如維持溫度不變，測定比容與壓力的對應數值，就可以得到等溫線的數據。圖3-2實驗裝置系統四、實驗設備實驗設備：由壓縮室本體、恒溫器 及活塞式壓力計組成，如圖32所示?；钊綁毫τ嫞河墒州啂踊钊麠U 的進退調節油壓，提供實驗中所需的壓 力。恒溫器：提供恒溫水，用恒溫水再 去恒定CO2的溫度。保持實驗中在不同等

9、 級的等溫過程中進行。壓縮室本體：壓縮氣體的壓縮室本 體由一根玻璃毛細管和水銀室組成，如 圖33所示。預先刻度和充氣的玻璃毛 細管1插入水銀室2中，再打開玻璃管 下口。1壓縮室本體2活塞式壓力計3恒溫器實驗時，由恒溫器提供的恒溫水，從實驗臺本體玻璃水套下端進口流入，上端出口流出，反 復循環。玻璃恒溫水套維持了毛細管內氣體溫度不變的條件，由于水套上的溫度計誤差太大， 用恒溫器上的精密溫度計來代替，可以近似認為玻璃管中所存的CO2溫度與此溫度相同。實 驗中要緩緩轉動活塞式壓力計的手輪，逐漸增大壓力油室3中的油壓，使毛細管內的CO2氣 體壓縮。透過玻璃管可以看到氣體的壓縮過程。2CO2氣體壓縮時所受

10、壓力是由壓力臺上的壓力表讀出，氣體的體積V由毛細管上的刻度 讀出，再經過換算得到。它的工作情況可簡述而下：由活塞式壓力計送來的壓力油首先進入高壓容器，然后通過高壓容器和玻璃杯之間的空隙，使玻璃杯中水銀表面上的壓力加大，迫使水銀進入預先灌有CO 2氣體的承壓玻璃管，使其中的CO氣體受到壓縮。如果忽略中間環節的各種壓力 2損失，可以認為CO氣體所受到的壓力即活塞式壓力計所輸出的壓力油的壓力， 2其數值可在活塞式壓力計臺架上的壓力表中讀出。至于承壓玻璃管中CO2氣體的 容積，則可由水銀柱的高度間接測出（下面還將詳細述及）。承壓玻璃管外還有一個玻璃套管，其上下各有一個接頭，分別用橡皮管與恒溫器聯接。恒

11、溫器中的水溫由加熱器加熱、由電接觸式水銀溫度計控制，可以基本保持不變。恒溫器中的電動泵裝恒溫水抽出，由玻璃套管的下端進入，上端流出，在玻璃套管和恒溫器之中進行循環。這樣，在穩定情況下，可以認為CO2氣體的溫度與循環水的溫度相等。這就保證了 CO2可在等溫情況下進行狀態的改變。活塞式壓力計依靠帶有活塞的螺桿的前進或后退，改變壓力泵中低粘度壓力 油的壓力，它有一個進油閥和兩個控制閥，使用時必須嚴格遵守活塞式壓力計的 操作規律，以免發生意外，損壞試驗臺本體。五、實驗步驟熟悉各實驗設備，對照圖一搞清楚 壓力傳遞的路線及恒溫器循環的流 程。使用恒溫器調節溫度：準備工作一一在恒溫器中 加入蒸餾水，水面應離

12、蓋 板3厘米左右。檢查并接 通電路，啟動恒溫器電動 泵，使循環水對流。調定溫度旋轉接觸式 水銀溫度計頂部嵌有永久 磁鐵的膠木帽，到達選定 溫度后，將膠木帽上的螺 釘旋緊。加熱升溫一一實驗時應視 工況調節加熱器，當恒溫 器指示燈時明時滅時，說明溫度已達到所需溫度。33壓縮室本體示意圖1玻璃毛細管2一水銀室3壓力油室4溫度計5一恒溫水套判斷定溫一一觀察與玻璃套管相連的溫度顯示儀，當它的值與恒溫 器上的溫度計讀數基本相同并且保持不變時，可認為CO2的溫度已 恒定。(注意，此時而時的溫度與接觸式水銀溫度計的讀數略有不 同，應以前者為準。) 改變溫度一一需要改變溫度時，重復以上(2)、(3)、(4)各步

13、驟。加壓準備先關閉壓力表控制閥及進入本體油路的控制閥，開啟壓力計油杯的進油閥。倒退壓力計活塞螺桿，至螺桿全部退出，此時抽油。先關閉油杯進油閥，再開啟壓力表和油路的兩控制閥。向前推進活塞螺桿，向本體注油。如此反復，直至壓力表上有讀數時 止，一般重復兩三次即建立油壓。特別應注意以下情況，如螺桿已推進到極限位置，而壓力尚未達到所需值， 必須再一次抽油加壓，此時要嚴格按以下程序操作，先關油路控制閥；再開油杯 進油閥，使壓力表壓力降至0；關壓力表控閥，倒退螺桿抽油至極限位置；然后 關閉油杯進油閥，開壓力表控制閥，推進螺桿逐漸加壓直到剛才所建立的油壓時 才能開油路控制閥(在此以前油路控制閥決不能開！)，進

14、一步加壓。檢查確定油杯進油閥關閉、油路及壓力表的兩個控制閥開啟，溫度 恒定后，開始實驗記錄。1 .實驗記錄緩慢加壓，密切注意CO2在加壓過程的狀態變化。將實驗過程中的原始 數據和物理現象記錄在實驗報告上。實驗數據包括：設備數據：儀器、儀表的名稱、型號、規格、精度和量程。常規數據：室溫、當時大氣壓及實驗環境條件。技術數據：實驗中實測的各種數據，可記錄在表一中。六、注意事項恒溫水的溫度應穩定足夠長的時間，使毛細管內外的溫度均衡后再開始測量數據。增大油壓時，使毛細管內水銀面緩緩上升，要保持緩慢壓縮。維持溫度不變，調整若干次壓力，壓力間隔一般可取5bar左右，在接近飽和狀態或 臨界狀態時應取0.5ba

15、r。除t=20C時，須加壓至絕對壓力為102bar (100ata)夕卜，其余各等溫線均在50 90間測出h值，絕對不允許表壓超過102bar。實驗結束卸壓時，應使壓力逐漸下降，不得直接打開油杯閥門卸壓。實驗完畢將儀器設備擦凈。將原始記錄交給指導教師簽字后方可離開實驗 室。遇到疑難或異常情況應及時詢問指導教師，不得擅自違章處理。七、實驗數據整理L CO2比容的確定實驗中由于CO2的質量m不便測定，承受玻璃的內徑d也不易測準，因而只能用間接方0.00117即:法確定V值:因為二氧化碳在20c, 100ata (102bar)時，V“（20C，100at滬 = 0.00117 co2mmm h因為

16、 F 0.00107 （常數）則任意情況下二氧化碳的比容:h - h Ahv =0 =m KAh :水銀柱上頂端的刻度h0 :水銀柱上任意位置的刻度k :質面比所以，只要在實驗中測得t=20C, p=100ata時的h0值，計算出k值后，其它任意狀態 下的比容V值均可求得。列數據表及繪制P-V圖。實驗數據計算整理后，繪制出實際CO2氣體P-V的關系圖。圖3-1二氧化碳的P-V-t的標準曲線CO2氣體p-v的關系圖八、實驗報告的要求簡述實驗目的、任務及實驗原理。記錄實驗過程的原始數據（實驗數據記錄表）。根據實驗得出的數據結果，計算整理并畫出二氧化碳P-V-t的關系圖。九、思考題：為什么加壓時，要

17、足夠緩慢地搖動活塞桿而使加壓足夠緩慢進行？若不緩慢加壓， 會出現什么問題？卸壓時為什么不能直接開啟油杯閥門。表3-1實驗數據記錄表t=20Ct=31.1Ct=40C表壓Pbar高度HmmV =皿Km /kg觀察現象表壓P bar高度HmmV =皿Km /kg觀察現象表壓P bar高度HmmV =皿Km /kg觀察現象3035404550556065707580859099實驗7用球體法測量導熱系數實驗一、實驗目的1）學習用球體法測定粒狀材料導熱系數的方法。2）了解溫度測量過程及溫度傳感元件。二、實驗原理導熱的定義;導熱是指物體內的不同部位因溫差而發生的傳熱，或不同溫度的兩物體因直接接觸而發生的

18、 傳熱。2.溫度場穩態 t=f(x,y,z)一維穩態t=f（x）上式中x,y,z為空間坐標，I為時間3溫度梯度等溫面法向溫度增量 與距離 n的極限比值的極限。即：gradt = n lim4 AnAt T0dt=n 。dn4傅里葉定律熱流密度X & 入 dt dndx5.導熱系數dx入;為導熱系數，w/m.k6.影響人的因素1)，溫度、密度、濕度及材料的種類的等因素。2),與溫度呈線性關系入m = + bt)7.球體法適用于測定顆粒狀(或粉末)材料的導熱系數。如圖71所示。熱導率是表征材料導熱能力的物理量，其單位為W/(m - K)，對于不同 的材料，熱導率是不同的。對于同一種材料，熱導率還取

19、決于它的化學純度，物理狀態(溫 度、壓力、成分、容積、重量和吸濕性等)和結構情況。各種材料的熱導率都是專門實驗測 定出來的，然后匯成圖表，工程計算時，可以直接從圖表中查取。球體法就是應用沿球半徑方向一維穩態導熱的基本原理測定粒狀和纖維狀材料導熱系 數的實驗方法。設有一空心球體，若內外表面的溫度各為t和t2并維持不變，根據傅立葉導熱定律： TOC o 1-5 h z dtdt HYPERLINK l bookmark156 o Current Document (p =人A = 4冗 r2 人(1)drdr邊界條件r=E=t11、若4 =常數，則由(1) (2)式求得Wr = r 時t = t圖

20、71球殼導熱過程人=2器2 -叩)、W/(m - K)2丸d d (t t )1 2122、若4豐常數，(1)式變為(4)p = -4兀 r2 人(t)d dr由(4)式，得P4 = -f 人(t )dt4兀r2rt將上式右側分子分母同乘以(t2t)，得f 人(t )dte f 若2=_ % (t 2 -11) r r21f 人(t )dth(t )dt式中t項顯然就也 在/和t范圍內的積分平均值，用人表示即人=t,t tm m t t工程計算中，材料的熱導率對溫度的依變關系一般按線性關系處理，即人=氣(1 + bt) o因 此，tfx (1 + bt)dt0bx = A= x 1 + ； (

21、t +1 )o 這時，(5)式變為m t2 t02 12e 革 dre (d d )J = 21(t t ) 4冗r22冗dd (t t )12 r12121W/(m K)(6)式中，xm為實驗材料在平均溫度tm = 2(t1 +12)下的熱導率，e為穩態時球體壁面的導熱量，12分別為內外球壁的溫度，d2分別為球壁的內外直徑。實驗時，應測出t、t和e，并測出d、d，然后由(3)或(6)212得出X m。如果需要求得例和t之間的變化關系，則必須測定不同tm下的人以值X = X (1 + bt )X = X (1 + bt )(7)可求的X0、b值，得出4和t之間的關系式X = X0(1 + bt

22、)。1.實驗設備如圖72所示，實驗設備組成包括：球體導熱儀本體、實驗臺手動測試系統、計 算機測量系統、數字儀表測量系統。球體導熱儀本體是兩個球殼同心套裝在一起，內球 殼外徑為d1，外球殼內徑為d2,在兩球殼之間填充實驗粒狀材料，熱量由裝入內球殼 中的球、形電加熱器加熱得到。熱量穿過內球壁和被測材料到外球殼，外球殼通過自然 空氣對流方式進行冷卻。內外球殼分別埋設2對熱電偶，由于對流狀況不一樣，故需測 量多次，并取其平均值作為球殼溫度。安裝實驗設備時要注意不能讓實驗室的日光燈直接照射到在到球體上，實驗人員也要禁止走動，以防對測量結構產生影響。球體法便于 測定各種散狀物料（如沙子、礦渣、石灰等）的導

23、熱系數。手動測試系統通過實驗臺操作完成手動測量數據，其中，功率測量由電壓表和電 流表檢測得到，溫度測量由電位差計檢測得到。計算機測量系統通過計算機運行監測主 畫面，實時顯示實驗測量數據，并計算得到導熱系數的測量值等。數字儀表測量系統通 過數字儀表機柜，直接測量得到球壁溫度值和熱流功率值。實驗方法及實驗數據八、確認所在實驗臺上電壓表、電流表工作量程及指針讀數單位換算。九、學會用電位差計測量熱電偶信號操作要領。十、對球體進行加熱，待加熱穩定后，記錄4個溫度測量點數據，讀表得到電壓、電流數據，以后每隔58分鐘測一次，實驗中再取2次內外殼的溫度，再分別取平均值， 將實驗數據記錄在表7-1中。改變電功率

24、，重復以上步驟，重復1次。十二、 測得mv再查銅苦康銅mv-t曲線/表得出to220V銅一康銅熱電偶r Ja r a-!# - J r /. , J r I工二二加熱絲y/ifJt-LJ ? i i J r i*：2昨圖72球體導熱儀實驗裝置原理結構圖實驗數據整理完成表7-1、表7-2的實驗數據記錄、計算及整理工作。六、實驗報告結合課堂講授的理論及實驗內容，學生要提供自編的實驗報告書。學生要根據自己所進行的實驗獨立認真地撰寫實驗報告。要求字跡工整、數據準確、 觀察現象的文字描述層次清晰并應結合理論教學中的知識對實驗結果給出分析和評價。七、思考題1 .簡述用球體法測量材料的導熱系數的優缺點？如果

25、安裝內外球殼時略有偏心，導熱系數的測定是否會受到影響？為什么試說明懸掛在空中的實驗球體，外球殼表面的換熱方式？如果球殼表面有空氣流動或有陽光照射，對導熱系數的測量有沒有影響？為什么？表7-1實驗測量數據記錄表記錄人：同組人：時間:實驗參數實驗數據實驗臺球殼溫度內球殼溫度C外球殼溫度C試材名稱測量1234123412容重3內平均溫度t1=外平均球溫度頊外球直徑加熱功率電壓U(V)電流I(A)功率4 = q = U I (W)內球直徑久1=ml(w/m ,C)環境溫度導熱系數表7-1實驗測量數據記錄表記錄人：同組人：時間:實驗參數實驗數據實驗臺球殼溫度內球殼溫度C外球殼溫度C試材名稱測量12341

26、23412容重3內平均溫度t1=外平均球溫度頊外球直徑加熱功率電壓U(V)電流I(A)功率4 = q = U I (W)內球直徑2=(w/m , C)環境溫度導熱系數表7-2實驗測量數據匯總臺號試材測試法實驗數據導熱系數 %*測量誤差內外球均溫tm加熱功率導熱系數久1臺粒狀珍珠巖手動測2臺手動測3臺粒狀蛭石手動測4臺手動測實驗8空氣橫掠單管強迫對流換熱系數測定實驗-、實驗目的測算空氣橫掠單管時的平均換熱系數h。測算空氣橫掠單管時的實驗準則方程式Nu = C - Re”- Pri3。學習對流換熱實驗的測量方法。二、實驗原理1對流換熱的定義對流換熱是指在溫差存在時，流動的流體與固體壁面之間的熱量傳

27、遞過程。2、牛頓冷卻公式根據牛頓冷卻公式可以測算出平均換熱系數h。Q即：h=A(t t ) A -Atw 一式中：Q -w/m2 K(8-1)空氣橫掠單管時總的換熱量，W；A 空氣橫掠單管時單管的表面積，m2；匕空氣橫掠單管時單管壁溫C；tf 空氣橫掠單管時來流空氣溫度C；At 壁面溫度與來流空氣溫度平均溫差，C；3、影響h的因素.對流的方式：對流的方式有兩種；自然對流強迫對流.流動的情況：流動方式有兩種；一種為雷諾數Re10000的紊流。Re雷諾數，Re =，v雷諾數Re的物理定義是在流體運動中慣性力對黏滯力比值的無量綱數。上述公式中，d 外管徑（m）， u 流體在實驗測試段中的流速（m/s

28、）， v 流 體的運動粘度（武/s）。3）.物體的物理性質：vPr 普朗特數，Pr= = cpg/k以其中口為熱擴散率，v為運動粘度，p為動力粘度；cp為等壓比熱容；k為熱導率；普朗特數的定義是：運動粘度與導溫系數之比4）換面的形狀和位置5）.流體集體的改變相變換熱：凝結與沸騰4、對流換熱方程的一般表達方式強制對流：由外力（如：泵、風機、水壓頭）作用所產生的流動強迫對流公式為Nu = f （Re,Pr）自然對流：流體因各部分溫度不同而引起的密度差異所產生的流動。自然對流公式為Nu=f （Gr, Pr）ul1）.Re=v雷諾數Re的定義是在流體運動中慣性力對黏滯力比值的無量綱數Re=UL/v。其

29、中U 為速度特征尺度，L為長度特征尺度，v為運動學黏性系數。v2）.Pr=以定義：流體運動學黏性系數Y與導溫系數K比值的無量綱數hd ，一 3）.Nu=（努謝爾數）力八 gad &4）.Gr二3v 2式中a為流體膨脹系數，v為流體可運動系數。格拉曉夫數，自然對流浮力和粘性力之比，控制長度和自然對流邊界層厚度之比。5、對流換熱的機理熱邊界層熱邊界層的定義是：黏性流體流動在壁面附近形成的以熱焓（或溫度）劇變為 特征的流體薄層熱邊界層內存在較大的溫度梯度，主流區溫度梯度為零。Tw當壁面與流體之間的溫差達到壁面與來流流體之間的溫差的099倍時，即(t -1)/(t -t)= 0.99，此位置就是邊界層

30、的外邊緣，而該點到壁面之間的距離則是熱ww8邊界層的厚度，記為5 t(x)空氣橫掠單管換熱時，實驗關聯式的確定根據傳熱學理論，換熱系數與流速、管徑、溫度、流體物性等有關，并可用下列準則方程式關聯：Nu = f (Re,Pr)(8-2 )空氣橫掠單管換熱時，實驗關聯式為：Nu = C - Ren - Pri3(8-3)在定常性溫度下(婦)，普朗特數Pr可視為常數，故(3)簡化為:Nu = C Re”(8-4)式中Nu 努謝爾數，Nu =, 人udRe 一雷諾數，Re =vPr 普朗特數，C = C - Pri3 = C - Pr13(8-5)C , n 由實驗確定的常數，tm一定性溫度由下式確定

31、：t = * J C(8-6)m 2上述公式中，d 一外管徑（m）,人一流體的導熱系數（w/mD, U 一流體在實 驗測試段中的流速（m/s）, V 一流體的運動粘度（E/s）。7 .實驗關聯式計算設y=lgNu, x=lgRe，在雙對數坐標系下，公式（8-4）可寫為：(8-7)根據最小二乘法原理，常數lgC及n可按下式計算:乙y乙一頊乙2,i i ii ilg C = -i=ti=1i=1i=1-x 2 i i =1i=i2N (8-8)xyi ii=1i=1-自II =1i=1-N x 2ii=1(8-9)式中：N為實際工況測試點數（N=11或N=10）。8.實驗參數計算（1）空氣流速u根

32、據u=2g*H X10一3m/s（8-10） P空式中：g 重力加速度，m/s2H 微壓計動壓頭（實測），（酒精柱高）酒精密度（P 介=0.89*103 kg/m3），P空一空氣密度（查表），kg/m3（2）單管加熱量QQ=UI單位：W（8-11）式中U 實驗管端電壓（實測），I 實驗管工作電流（實測）。9.實驗結果誤差計算用均方根誤差?？梢苑从硨嶒烖c（x,y）與關聯式代表線（y = n-x + lgC）的平均偏差。(8-12)其中，N為測試點數（N=11或N=10）。三、實驗設備實驗系統裝置結構如圖8所示。實驗主體由風箱、風機、有機玻璃風道組成。試驗 管為薄壁不銹鋼加熱圓管，安裝在有機玻璃風

33、道實驗段中間。采用低電壓大電流的直流 電對試驗管直接加熱。低壓大電流直流電由硅整流電源供給。調整硅整流電源可改變圓 管加熱功率。為使雷諾數Re有較大的變化范圍，一方面在每個實驗臺上安裝不同直徑 的單管；另一方面，通過調節風機入口處的調風口來改變空氣的流速。四、測試方法及實驗步驟在試驗管處風道中裝有畢脫管，通過傾斜式微壓計測出實驗段中空氣來流的動壓 H，然后計算空氣流速u。為了準確測定試驗管上的加熱功率并排除管子兩端的影響，在距離管端一定距離處 焊有二電壓測點a、b，經過分壓箱和轉換開關，用電位差計準確測定該二電壓測點處 的電壓降U。試驗管的加熱回路中串聯了一標準電阻，電流流過標準電阻時的電壓降 U經轉換開關和電位差計測量，然后確定流過試驗管的工作電流I。為了確定實驗管壁的溫度tw，在試驗管內壁埋設熱電偶(熱端)，由于管壁很薄，僅 0.20.3mm，