翅片管束管外放热和阻力实验(实例).doc

翅片管束管外放热和阻力实验
一、 测试数据
表1 测试数据表
测试次数
动压头(Pa)
静压(Pa)
空气温度（℃）
热电偶测热管蒸汽温度—
—读数（mV）
箱温(mV)
电压（V）
电流（A）
ΔP
H
ti
to
t1
t2
t3
t4
t5
1
100
35
9.7
13.9
3.998
3.641
3.05
4.784
0.345
248
5.89
2
200
50
9.8
12.7
3.714
3.212
2.638
4.443
0.348
248
5.9
3
300
90
9.9
12.3
3.565
2.937
2.394
4.244
0.358
248
5.91
4
400
110
9.8
11.9
3.474
2.786
2.26
4.132
0.358
248
5.91
5
500
140
10
11.7
3.408
2.682
2.168
4.053
0.381
248
5.91
6
600
160
9.8
11.4
3.357
2.591
2.082
3.985
0.385
248
5.91

二、 物性参数的确定
1、 管内蒸汽温度的确定
表2 试验管内蒸汽平均温度
热电偶测管内蒸汽温度——读数（mV）
t1
t2
t3
t4
tm
蒸汽温度(℃)
3.998
3.641
3.05
4.784
3.868
90.9
3.714
3.212
2.638
4.443
3.502
82.9
3.565
2.937
2.394
4.244
3.285
78.1
3.474
2.786
2.26
4.132
3.163
75.4
3.408
2.682
2.168
4.053
3.078
73.5
3.357
2.591
2.082
3.985
3.004
71.9

2、 空气平均温度及空气参数的确定
测试次数
空气温度（℃）
空气物性参数
入口
出口
平均温度tf
密度(kg/m3)
出口处密度(kg/m3)
比热(J/kg.K)
导热系数(W/m.K)
运动粘度(m2/s)
1
9.7
13.9
11.8
1.239
1.231
1005.00
0.0252
1.43E-05
2
9.8
12.7
11.25
1.242
1.236
1005.00
0.0252
1.43E-05
3
9.9
12.3
11.1
1.242
1.237
1005.00
0.0252
1.43E-05
4
9.8
11.9
10.85
1.243
1.239
1005.00
0.0252
1.42E-05
5
10
11.7
10.85
1.243
1.240
1005.00
0.0252
1.42E-05
6
9.8
11.4
10.6
1.244
1.241
1005.00
0.0251
1.42E-05

三、 实验数据的整理计算
1、 计算风速和风量
表3 风速和风量计算表
测试次数
动压头（Pa）
测速处风速(m/s)
风量 Ma(kg/s)
测速外流道截面积(m2)
空气侧吸热量 （W）
1
100
12.70
0.38
0.024
1583.63
2
200
17.95
0.53
1551.27
3
300
21.98
0.65
1574.08
4
400
25.36
0.75
1591.88
5
500
28.36
0.84
1441.74
6
600
31.05
0.92
1487.33
其中，空气侧吸热量：
2、 电加热器功率

3、 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，其中，自然对流散热系数近似取5W/m2.℃。

表4 加热器箱体散热量
测试次数
箱 温
环境温度(℃)
箱体散热面积
箱体散热量（W）
读数（mV）
温度(℃)
1
0.345
8.5
8.4
4*0.58*0.32=
0.7424
0.37
2
0.348
8.9
8.4
1.86
3
0.358
9.2
8.4
2.97
4
0.358
9.2
8.4
2.97
5
0.381
9.7
8.4
4.83
6
0.385
9.8
8.4
5.2

4、 计算热平衡误差

表5 热平衡误差表
空气侧吸热量Q1
箱体散热量Q3
功率(W) Q2
热平衡误差%
1583.63
0.37
1460.7
7.7845
1551.27
1.86
1463.2
5.7969
1574.08
2.97
1465.7
7.075
1591.88
2.97
1465.7
8.114
1441.74
4.83
1465.7
-1.325
1487.33
5.2
1465.7
1.8051

5、 计算翅片管束最窄流通截面处的流速和质量流量
（1） 最窄流通截面处的流速

其中，
（2）质量流速
铸铁管的导热系数为52W/m.K
6、 计算Re数 ：
7、 计算传热系数 ：
8、 计算管内凝结液膜放热系数：
以上各项计算结果见表6

4

表6 实验数据整理表
序号
最窄流通截面积
最窄流通截面处的流速

质量流速
翅片管外径D0(m)
计算Re数
加热管根数n
计算传热系数K
管内凝结液膜放热系数
管壁热阻
管外放热系数
计算Nu

压差损失
摩擦系数
1
0.0588
5.185
6.426
0.026
9412.518
4.0
90.305
7499.804
6.55911E-05
92.296
95.060
35
2.941
2
7.326
9.097
13345.047
97.658
8612.124
99.767
102.935
50
2.101
3
8.970
11.144
16355.604
105.971
9181.535
108.350
111.843
90
2.521
4
10.353
12.873
18907.685
111.237
9482.474
113.803
117.565
110
2.311
5
11.575
14.393
21139.434
103.801
10041.449
105.946
109.449
140
2.353
6
12.674
15.773
23183.960
109.442
10136.296
111.814
115.602
160
2.241

准则关联式为：