⑴ 沸腾换热实验测量原理
实验原理
在盛满蒸馏水的大容器内,使水达到饱和温度后对试件通电加热,试件表面上不断产生气泡和跃离,形成稳定的泡状沸腾换热现象。当改变加热功率时,就改变了热源管表面的热负荷,可以观察到气泡的形成,扩大和跃离过程以及泡状核心随着试件热负荷提高而增加的现象。如热负荷增大至一定程度后,所产生的气泡在管壁面逐渐形成连续的汽膜,就由泡态沸腾向膜态沸腾过渡。此时壁温会迅速升高,以至会将试件烧毁。测出泡状沸腾时的加热功率及试件壁温,可以得出泡状沸腾时壁面温度与水饱和温度之差随热负荷变化的曲线,计算出泡状沸腾放热系数。
试件参数单位管子内径mm2.66.0管子外径mm3.05.4管子壁厚δmm0.20.3工作段长度Lm0.140.14热源管的发热量由流过它的电流及其工作段的电压降来确定,在试件两端测量热电压降,电流与该电压降相乘得到的功率值,就是试件表面的散热量Q。
试件外壁温度t2很难直接测定,对不锈钢管试件,可利用插入管内热电偶测出管内温度t1,再通过计算求好含运出t2。
三、试验装置(见附图)
试验装置主要包括玻璃大容器、试件,大功率直流电源、辅助加热装置及测量系统。试件由不锈钢管制成,其两端通过电极引入低压大电流加热。为了便于观察,热源管放在盛有蒸馏水的玻璃容器中。低压大电流由功率直流电源提供,热源管的发热量由流过热源管的电流和工作段两端的电压来确定。热源管内壁温度和水的饱和温度由热电偶测量,外壁温度通过计算得到。
为使蒸馏水达到饱和温度,试验前先用辅助电热器将水加热到沸腾,并保持其沸腾状态,即可进行试验。作泡状沸腾换热试验时,可选用下表中不同直径的不锈钢管。
四、试验步骤
1、玻璃容器内充蒸馏水至4/5高度;将试验装置测量线路接好,接通工作电源。
2、辅助电热器通电,当容器中水沸腾后,调节降低工作电压老或,使沸腾缓慢,以便能清晰观察试件。
3、观察大容器内水沸腾的基本现象。启动功率直流稳压电源,缓慢地加大热源管的工作电流,注意观察下列的沸腾现象:
a、在钢管的某些固定点上逐渐形成气泡,并不断扩大,达到一定大小后,汽泡跃离管壁,渐渐上升,最后离开水面,产生汽泡的固定点称为汽化核心,汽泡跃离后,又有新的汽泡在住房汽化核心产生,如此再而复始,有一定的周期。
b、随热源管工作电流增加,热负荷加大,管壁上汽化核心的数目增加,汽泡跃离的频率也相应加大。
c、如热负荷增大至一定程度后,所产生的汽泡就会在管壁面逐渐形成连续的汽膜,由泡态沸腾向膜态沸腾过渡,此时壁温会迅速升高,以至将钢管烧毁(因此,本试验工作电流不允许超过100安培)。
d、为了测定不同热负荷下放热系数α的变化,工作电流在50-98安培范围内改变,共测7~8个工况,每改变一个工况,待各读数稳定后,记录数据。
e、调换不同直径的不锈钢管,进行上述试验。
f、试验结束前应将功率直流稳压电源旋至零值,然后切断电源。
五、数据整理与计算
1、电流流过热源管,在工作段ab间的发热量Q:
Q=I×U (W)
式中:I—流过试件的电流(A)
U——工作段ab间电压(V)
2、试件表面热负荷q:
q=Q/F (W/m2)
式中:F——工作段ab间的表面积(m2)
3、钢管外表面温度t2
试件为圆管时,按有内热源的长圆管,其管外表面为对流放热条件,管内壁面绝热时,根据管内温度可以计算外壁温度:
式中:λ—不锈钢管导热系数λ=16.3(W/m℃);
L—工作段ab长度(m);
ξ—计算系数
4、泡态沸腾时放热系数α
在稳定情况下,电流流过热源管发生的热量全部通过外表面由水沸腾换热而带走,即: Q=Fα(t2-ts) (w)
所以 α=Q/F△t(W/m2℃)
△t=t2-ts (C)
六、实验报告要求
1、在方格纸上,以q为纵坐标,△t为横坐标将各测试点绘出,并连成曲线。
2、将实验结果与逻逊瑙整理推荐的泡态沸腾热负荷q与温度△t的关系友梁式:
进行比较,分析讨论系数Csf变化带来的影响。
实验原始数据记录及参数计算
试验管直径:D2= 工作段长度:L=
工作段面积 F= 系数ξ=
项目
序号物理量符号及计算公式工况
单位工况123451沸腾水饱和温度Ts℃ 3试件ab间电压降U伏 5管内壁温度t1℃ 6热源管工作电流I安培 8热源管放热量Q=I×UW 9管外壁温度t2=t1-ζQ℃ 10热源管表面热负荷q=Q/FW/m2 11沸腾放热之差△t=t2-ts℃ 12水沸腾放热系数α=Q/F△tW/m2℃
⑵ 怎样实测房子的热负荷
采暖热负荷的计算的理论公式
一、由建筑物散失和获得的热量决定: 1、维护结构的耗热量;
2、加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量; 3、加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量; 4、水分蒸发的耗热量;
5、加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量; 6、通风耗热量;
7、最小负荷的工艺设备散热量; 8、热管道及其他热表面的散热量; 9、热物料的散热量;
10、通过其它途径蚂李的散热和得热。 -------------------------------------------- 二、维护结构的耗热量
包括基本耗热量和附加耗热量。 1、基本耗热量计算公式 Q=a*F*K(tn-tw) 其中:
Q=维护结构的基本耗热量,W; F——维护结构的面积,m2;
K——维护结构的传热系数,W/(m2.℃) tn——室内计算温度,℃ tw——采暖室外计算温度,℃ a——维护结构的温差修正系数。
2.当维护物是贴土的非保温地面时,其温差搜轮传热量为Q(j.d),用下式计算: Q(j.d)=K(pj.d)*F(d)*(tn-tw)
式中:K(pj.d)——房间非保温贴土地面的平均传热系数,W/m2.℃
F(d)——房间地面面积,m2
当房间仅世物信有一面外墙时的K(pj.d) 表1
注:a.当房间长或宽超出6m时,超出部分按表1 查K(pj.d);
b.当房间有三面外墙时,需要房间先划分两个相等的部分,每部分包含一个冷拐角,然后,据分割后的长和宽使用本表;
c.当房间有四面外墙时,需要将房间划分为四个相等的部分,做法同2。 3、维护结构的附加耗热量
考虑了各项附加以后,维护结构的耗热量为: Q1=Qj*(1+βch+βf+βli+βm+βfg+βj)*(1+βfg)*(1+βj) 其中:Q1——维护结构的耗热量,W Qj——维护结构的基本耗热量,W βch——维护结构的朝向修正率 βf——维护结构的风力修正率 βli——维护结构的两面外墙修正
βm——维护结构窗墙面积过大修正率 βfg——房屋高度附加修正率 βj——间歇供暖附加修正率 4.冷风渗入耗热量 4.1.多层和高层民用建筑
加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量: Q=0.28*c(p)*ρ(wn)*L(tn-tw)
式中:Q——由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量,W c(p)——空气的定压比热容,取c(p)=1kJ/(kg.℃) ρ(wn)——采暖室外计算温度下的空气密度,kg/m3 L——渗透的冷空气量,m3/h tn——室内计算温度,℃ tw——采暖室外计算温度,℃
4.2渗透冷空气量:
可根据不同的朝向,按下式计算: L=L0*l1*m(b次方)
式中L0——在基准高度单纯风压作用下,不考虑朝向修正和内部割断情况,通过每米
门窗缝隙进入室内的理论渗透空气量,m3/(m.h) l1——外门窗缝隙的长度
⑶ 热负荷计算方法
你好裂让,简要回答下:
规范明确说明,相邻房间温差大于或等于李局5℃,或通过隔墙和楼板的传热量大于该房间热负荷的10%时,应计算通过隔墙或楼板的传热量,传热量计算公式参考维护结构耗热量计算。 规范上说朝向修正率,应考虑当地哪源让冬季日照率、建筑使用和呗遮挡等情况。对于冬季日照率小于35%的地区,东南、西南和南向修正率,宜采用-10%~0,东、西向可不修正。故若你所描述,日照被遮挡,则参考上述描述即可。规范修正并没有只说东西南北四个方向,建议细看。
电梯井道需要采暖?需要进行热负荷计算?第一次听说。