高中實驗散熱裝置

⑴ 使用高溫實驗裝置時應注意

使用高溫實驗裝置時應注意：高溫試驗箱要安放在室內乾燥和水平處，防止振動、腐蝕。安全用電要注意，根據高溫試驗箱耗電功率安裝足夠容量的電源閘刀。具體如下：

1、高溫試驗箱要安放在室內乾燥和水平處，防止振動、腐蝕。

2、安全用電要注意，根據高溫試驗箱耗電功率安裝足夠容量的電源閘刀。選用足夠的電源導線，並應有良好的接地線。

3、帶有電接點水銀溫度計式溫控器的烘箱應將電接點溫度計的兩根導線分別接至箱頂的兩個接線柱上。另將一支普通水銀溫度計插入排氣閥中，排氣閥中的溫度計是用來校對電接點水銀溫度計和觀察箱內實際溫度用的打開排氣閥的孔。

調節電接點水銀溫度計至所需溫度後緊固鋼帽上的螺絲，以達到恆溫的目的。但得注意調節時切勿將指示鐵旋至刻度尺外。

4、當一切准備工作就緒後方可將試品放入高溫試驗箱內，然後連接並開啟電源，紅色指示燈亮表示箱內已加熱。當溫度達到所控溫度時，紅燈熄滅綠燈亮，開始恆溫。為了防止溫控失靈，還必須照看。

5、試品排列不能太密。散熱板禁止放試品，以免影響熱氣流向上流動。禁止烘焙易燃、易爆、易揮發及有腐蝕性的物品。

⑵ 散熱器熱工性能實驗限定了哪些因素

一、實驗目的

（一） 掌握熱媒為水時散熱器熱工性能的實驗方法。

（二） 通過熱工性能實驗確定散熱器散熱量或傳熱系數與計算溫差的關系，並求出其金屬熱強度值。

二、實驗原理

（一） 散熱器的散熱量

Q=a（tp-ta）n=a△tb W （1—1）

式中 tp——散熱器進出口熱媒平均溫度，℃；

tp=（tg+tc）

tg——散熱器進口處熱媒溫度，℃；

tc——散熱器出口處熱媒溫度，℃；

a、b——實驗確定的系數，主要與散熱器構造熱媒參數及安裝方式等有關；

ta——檢測小室基準點空氣溫度，℃；

（二） 熱媒輸入散熱器熱量

Q=G（hg-hc） W （1—2）

式中 G——散熱器熱媒平均質量流量，kg/s；

hg——相應於熱媒進口溫度tg的焓，j/kg；

hc——相應於熱媒出口溫度tc的焓，j/kg；

（三） 散熱器傳熱系數

K= △tn-1 W/m2••℃ （1—3）

式中 F——散熱器散熱面積，m2。

（四） 散熱器金屬熱強度

g= W/kg•℃ （1—4）

式中 △t——計算溫度差，一般可取△t=64.5℃；

g——散熱器質量，kg。（無水狀態）

由上可見，散熱器熱工性能實驗測量的參數有tg、tc、ta、G、F、g。

三、實驗裝置

散熱器實驗裝置主要有下列各部分組成：

（一） 風冷閉式檢測小室空調系統

如圖1.1所示。它主要由安裝被檢測散熱器的閉式小室6及其套間5，用於維持小室空氣溫度穩定的空調系統（包括送回風系統、用於加熱和冷卻空氣的電加熱器系統和製冷系統等）組成。

圖1.1風冷閉式檢測小室空調系統

1 風機 2 風管 3 電熱器 4 多葉送風口 5 小室套間 6 檢測小室 7 回風口

8蒸發器 9 膨脹閥 10 壓縮機 11 冷凝器 12 冷卻塔 13 循環水泵 14 供水閥 15 補水閥

（二） 散熱器熱媒循環系統

如圖1.2所示。它主要由低位水箱13、循環泵1、高位水箱2、電熱鍋爐14、散熱器6及換向器8等組成。

圖1.2 散熱器熱媒循環系統

1 水泵 2 高位水箱 3 水位計 4 溫度計 5 電熱器 6 散熱器 7 流量計

8 換向器 9 取樣器 10 冷卻水管 11 量杯 12 天平 13 地位水箱 14 鍋爐

（三） 散熱器進出口熱媒溫度、檢測小室空氣溫度檢測系統及溫度控制系統。

（四） 熱媒冷卻及稱量系統。

四、實驗方法

（一）實驗條件

實驗必須在穩態條件下進行，即在等時間間隔（一般間隔不超過10分鍾）中至少有六次連續測量值，每次測量值與其平均值元差不大於下列范圍時即為穩態。

對於熱媒系統

水量G ±2%

溫度t ±0.2%

熱量Q ±1%

對於檢測小室

內壁面中心溫度 ±0.3%℃

基準點溫度 ±0.1%℃

安裝散熱器那面牆表面溫度 ±0.5%℃

（二）參數測量

1、 溫度測量

本實驗利用四線制鉑電阻溫度計測量溫度。先由8840A數字多用表測得電阻值，然後再根據計算公式（或查表）求出溫度值。

2、 流量測量

採用質量法測量。用MP—4000型電子天平稱出取樣流體的質量，根據取樣的間隔時間求出熱媒的質量流量。

3、 溫度與流量的測量范圍

工況 流量G

進水 溫度tg

出水 溫度ta

空氣 溫度ta

標准G kg/h

95±2℃

75±2℃

20±1℃

G kg/h

80±3℃

tc±3℃

20±1℃

G kg/h

65±5℃

tc±5℃

20±1℃

由tg=95±2℃，tg-tc=20±2℃確定流量G，保持不變，分別測出tg=80±3℃、65±5℃相應的tc值。學生進行實驗時，壁面參考點的溫度可不測量。

4、 溫度與流量測量精度

tg、tc、ta ±0.1℃

G ±0.5%

壁面溫度 ±0.2℃

5、 散熱器散熱面積及質量測量

五、實驗步驟

（一）系統啟動前准備工作（由教師完成）

1、安裝散熱器；2、系統充水、排氣；3、配點櫃、控制接通電源；4、儀器儀表的調整。

（二）熱媒（水）循環系統啟動（見圖1.2）

1.開啟循環水泵1、流量計7浮子漂起；

2.啟動低位水箱13和鍋爐14的電熱器5。

（三）檢測小室空調系統啟動（見圖1.1）

1.啟動風箱1及冷卻塔風機16；

2.打開冷凝器11的供水閥14和循環泵13，待冷卻水系統充滿水後關閉閥14，打開冷卻塔補水閥15；

3.開啟製冷機並觀察高、低壓壓力表的指示值；

4.開啟空氣加熱器。

（四）自動控制系統投入

自控系統必須在熱媒系統及檢測小室空調系統正常運行後才能投入。

1、散熱器入口水溫控制

由電子調節器TA—012控制低位水箱13的電加熱器5，及電子調節器TA—092和可控硅電壓調整器ZK—03控制鍋爐14的電加熱器5，實現對入口水溫的控制。

2、檢測小室基準點空氣溫度控制

由XQCJ—400型自動平衡記錄調節儀和可控硅電壓調整器ZK—03等控制送風加熱器了，實現對小室基準點空氣溫度的控制。

（五） 水量控制

靠手動調節閥門實現。

（六） 測量

當系統中溫度、流量達到穩定後便可讀數記錄。每個工況連續讀數1小時，每間隔10分鍾讀一次數。

（七） 停車

正好與啟動系統的順序相反。

1、加熱器控制系統

先停電熱器的控制儀表，後按下有關的控制按扭。

2、檢測小室空調系統

先按下製冷機停止按扭，並隨即關閉製冷機的吸氣閥，待6～10分鍾後，關閉風機及冷卻水系統。

3、按下循環水泵停止按扭。

六、實驗數據整理

（一）

根據測得的數據用*小乘法求（1—1）式中的系數a和b。

（二）求出熱傳系數K的計算式。

（三）求出△t=64.5℃時散熱器金屬熱強度值q。

（四）計算△t=64.5、60.0、55.0℃的散熱量Q，並與有關標准中給出的散熱量進行比較。