传热学报告
传热学实验报告
传热学实验报告传热学实验报告摘要：本实验通过研究传热学的基本原理和实验方法，探究了不同材料的导热性能和热传导规律。
通过实验数据的分析和处理，得出了一系列结论，对于进一步研究传热学提供了重要的参考。
引言：传热学作为热力学的一个重要分支，研究了热能在物质之间传递的规律和过程。
在工程领域中，传热学的应用非常广泛，例如热交换器、散热器等设备的设计和优化都需要依靠传热学的理论和实验研究。
本实验旨在通过实验手段，深入了解传热学的基本原理和实验方法，并通过实验数据的分析和处理，得出一些有价值的结论。
实验方法：1. 实验仪器和材料的准备本实验所需的仪器包括导热仪、温度计等，实验材料包括不同导热性能的物体，如金属、塑料等。
2. 实验步骤(1) 将不同材料的样品放置在导热仪的传热面上，并确保与传热面接触良好。
(2) 打开导热仪，记录下初始温度。
(3) 记录下不同时间间隔内的温度变化，并计算出相应的传热速率。
(4) 将实验数据整理并进行分析。
实验结果与讨论：通过实验数据的分析，我们得出了以下几个结论：1. 不同材料的导热性能存在明显差异。
在实验中，我们发现金属材料的导热性能要远远高于塑料等非金属材料。
这是因为金属材料中的自由电子能够在材料内部快速传递热能，而非金属材料中的分子结构则限制了热能的传导速度。
2. 传热速率与温度差成正比。
根据实验数据的分析，我们发现传热速率与传热面和环境之间的温度差成正比。
这是因为温度差越大，热能的传递速度越快。
3. 传热速率与传热面积成正比。
我们还观察到传热速率与传热面积成正比的规律。
这是因为传热面积越大，热能的传递面积也就越大，传热速率也就越快。
结论：通过本次实验，我们深入了解了传热学的基本原理和实验方法。
通过实验数据的分析和处理，我们得出了一系列结论，对于进一步研究传热学提供了重要的参考。
在实际应用中，我们应根据不同的工程需求，选择合适的材料和设计合理的传热面积，以提高传热效率和节约能源。
传热实验(实验报告)
实验五 传热实验一、 实验目的1. 了解换热器的结构及用途。
2. 学习换热器的操作方法。
3. 了解传热系数的测定方法。
4. 测定所给换热器的传热系数K 。
5. 学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程，并实验之。
二、 实验原理根据传热方程m t KA Q ∆=，只要测得传热速度Q 、有关各温度和传热面积，即可算出传热系数K 。
在该实验中，利用加热空气和自来水通过列管式换热器来测定K ，只要测出空气的进出口温度、自来水的进出口温度以及水和空气的流量即可。
在工作过程中，如不考虑热量损失，则加热空气放出的热量Q 1与自来水得到热量Q 2应相等，但实际上因热量损失的存在，此两热量不等，实验中以Q 2为准。
三、 实验流程及设备四、 实验步骤及操作要领1.开启冷水进口阀、气源开关，并将空气流量调至合适位置，然后开启空气加热电源开关2.当空气进口温度达到某值（加120℃）并稳定后，改变空气流量，测定不同换热条件下的传热系数；3.试验结束后，先关闭电加热器开关。
待空气进口温度接近室温后，关闭空气和冷水的流量阀，最后关闭气源开关；五、 实验数据1.有关常数换热面积：0.4m 22.实验数据记录表以序号1为例：查相关数据可知：18.8℃水的密度348.998m kg=ρ20℃水的比热容()C kg kJ C p 。
⋅=185.4空气流量：s m Q 3004.0360016==气 水流量：s kg Q W 022.03600/48.99810803-=⨯⨯=⋅=ρ水水 水的算数平均温度：C t t t 。
出入平均3.212246.182=+=+=传热速率：s J Q t t W C p 437.5016.18-24022.0418512=⨯⨯=-⋅=）（）（水()()()()℃查图得：对数平均温度：逆△△。
△022.3699.0386.3699.09.146.18245.291.110-06.06.181.1106.1824386.366.185.29241.110ln 6.185.29241.110ln 122111122121=⨯====--=-==--=--==-----=∆∆∆-∆=∆∆t t t t T T tT t t t t t t m t m t m R P C t ϕϕ 传热系数：K m W t S Q K m 2801.34022.364.0437.501=⨯=∆⋅=六、 实验结果及讨论1.求出换热器在不同操作条件下的传热系数。
传热学在机械工程中的应用
t 2t , 0 x 2 c x 2 0, t t1 , 0 x 2
0, t t 2 ,
1
问题的图像表示如图 1。
t 0, x 0 x
t h(t t f ), x 1 2 x
图 1.
由于铸件是竖直放置的，自然对流热准则方程式如下：
Harbin Institute of Technology
传热学课程报告
报告名称：传热学在机械工程中的应用 班 作 学 时 级： 者： 号： 间： 裘俊 1208105 班 付帅磊 1120810523 赵军明 2015.4.10
指导老师：
哈尔滨工业大学
一、传热学简介
传热学是研究在温差作用下热量传递过程和传递速率的科学， 大约在上世纪 30 年代，传热学形成一门独立的学科。传热学研究不同温度的物体或同一物体 的不同部分之间的热量传递规律，不仅是研究自然现象，而且广泛应用于工程技 术领域。 例如，锅炉和换热设备的设计以及为强化传热和节能而改进锅炉及其他 换热设备的结构； 化学工业生产中， 为维持工艺流程温度， 要求研究特定的加热、 冷却以及余热的回收技术； 电子工业中解决集成电路或电子仪表的散热方法；机 交通运输业在冻土地带修建铁路、公路；核能、航天等尖端技术中也都存在大量 传热问题需要解决；太阳能、地热能、工业余热利用及其他可再生能源工程中高 效能换热器的开发和利用。 因此，传热学已是现代科学技术的主要技术基础科学 之一。传热学的成果对各部门技术进步起了很大的促进作用。 在机械工程中，传热学得到极为广泛的应用。械制造工业测算和控制冷加工 或热加工中工件的温度场； 浇铸和冷冻技术中研究相变导热；切削加工中的接触 热阻和喷射冷却；动力和化工机械中超临界区换热，小温差换热；两相流换热， 复杂几何形状物体的换热等。
传热学大作业报告二维稳态导热
传热学大作业报告二维稳态导热二维稳态导热大作业报告导热问题是传热学中非常重要的一个研究领域。
在导热问题中，我们研究的是物体内部的温度分布、热流分布以及热传导过程。
本次大作业中，我们将研究一个二维稳态导热问题，分析材料内部的温度分布情况。
在二维稳态导热问题中，我们假设热传导发生在一个二维平面内，而且热流只在平面内的两个方向上进行。
我们的目标是研究材料内部的温度分布情况，并找到材料内各个位置的温度。
为了研究这个问题，我们首先需要建立热传导的数学模型。
根据热传导方程，在稳态下，热传导的速率是不变的。
假设材料在x和y两个方向上的热传导系数分别为kx和ky，温度分布函数为T(x, y)，则可以得到以下的二维热传导方程：kx * d^2T/dx^2 + ky * d^2T/dy^2 = 0这是一个二维的亥姆霍兹方程，我们可以通过求解它来得到材料内部的温度分布。
为了进一步分析问题，我们对热传导方程进行了无量纲化处理。
使用无量纲化可以简化计算，并且使得结果更加清晰。
我们引入了一个无量纲化的温度变量θ，通过以下公式进行计算：θ=(T-T0)/(T1-T0)其中T是位置(x,y)处的温度，T0是最低温度，T1是最高温度。
这样处理之后，热传导方程可以写成：d^2θ/dx^2 + σ * d^2θ/dy^2 = 0其中σ = ky / kx 是无量纲化的热传导比。
为了求解这个二维亥姆霍兹方程，我们使用了有限差分法。
首先将平面划分成一个个小的网格单元，然后在每个网格单元中，使用二阶中央差分法对方程进行离散化。
最终得到一个线性方程组，可以通过求解该方程组，得到无量纲温度分布。
为了验证我们的计算结果，我们将研究一个简单的导热问题，即一个正方形材料中心局部加热的情况。
我们假设正方形材料的一部分区域中心加热，其余区域保持恒定温度。
我们通过计算得到了材料内部的温度分布，并且将结果与理论解进行了比较。
通过对比发现，计算结果与理论解非常吻合，验证了我们的计算方法的准确性和可靠性。
化工原理实验传热实验报告
化工原理实验传热实验报告化工原理实验传热实验报告一、引言传热是化工过程中不可或缺的环节，对于提高反应速率和产品质量具有重要意义。
为了研究传热现象，我们进行了一系列的实验。
本实验旨在通过传热实验，探究传热的基本原理和影响因素，为化工过程的优化提供理论依据。
二、实验目的1. 了解传热的基本原理和传热方式；2. 掌握传热实验的基本方法和技巧；3. 分析传热过程中的影响因素。
三、实验原理1. 传热方式传热主要有三种方式：传导、对流和辐射。
传导是通过物质内部的分子传递热量，对流是通过流体的运动传递热量，辐射是通过电磁波传递热量。
2. 传热方程传热过程可以用传热方程来描述，常见的传热方程有热传导方程、牛顿冷却定律和斯特藩－玻尔兹曼定律。
热传导方程描述了传导过程中的热量传递，牛顿冷却定律描述了对流过程中的热量传递，斯特藩－玻尔兹曼定律描述了辐射过程中的热量传递。
3. 传热系数传热系数是描述传热能力的物理量，它与传热介质的性质和传热过程中的条件有关。
传热系数越大，传热能力越强。
四、实验装置和步骤1. 实验装置本实验采用了传热实验装置，包括传热试验台、传热介质、传热表面、传热源和传热计等。
2. 实验步骤（1）将传热试验台接通电源，使传热源加热。
（2）调节传热介质的流量和温度。
（3）通过传热计测量传热过程中的温度变化。
（4）记录实验数据，并进行数据处理和分析。
五、实验结果与分析通过实验测得的数据，我们可以计算传热系数和传热速率，进而分析传热过程中的影响因素。
1. 传热系数传热系数与传热介质的性质、传热表面的形状和条件有关。
通过实验数据的处理，我们可以计算得到传热系数，并与理论值进行比较，从而评估传热实验的准确性和可靠性。
2. 传热速率传热速率是描述传热过程中热量传递的快慢程度的物理量。
通过实验数据的处理，我们可以计算得到传热速率，并分析传热过程中的传热效率和能耗。
六、实验总结通过本次传热实验，我们深入了解了传热的基本原理和传热方式，掌握了传热实验的基本方法和技巧。
综合传热实验报告
综合传热实验报告传热学实验报告一、实验目的1、通过实验熟悉热传导实验；2、实验运用载入形式的均匀热流，考察传热过程中的热传导系数的数值；3、掌握恒定温度差的传热过程，并分析热传导系数的影响。
二、实验原理当一块物体介质之间存在温度差的时候，它们之间会发生热传递，应用热传形式的方式研究它们之间的热传导系数。
热传导的形式有很多种，但是本实验中采用的是载入形式的均匀热流。
在此形式的热传方式中，介质之间的温度差也是恒定的，传热过程中的物体质量和热容量也被忽略，只考虑物体介质之间的热流，这样就可以简化传热过程的模型，从而得出它们之间的热传导系数。
三、实验设备实验中使用的设备主要是：加热片、铜片、温度计、加热源、电阻表等。
四、实验步骤1、将加热片和铜片装入实验装置中，并将它们的温度设置为相同的温度。
2、将加热源的电流调到一个基本值，并从电阻表中测量出来的电阻值。
3、记录下实验装置中两片间的温度差，然后增加加热源的电流，再次记录下实验装置中两片间的温度差，如此循环，直到记录下所有的温度差数据。
4、根据数据计算出两片间的热传导系数，并将计算结果与理论值进行比较，分析出热传导系数的变化过程。
五、实验数据加热电流：0.1A～3A温差(℃)：0.15～3.45六、实验结果根据所得的实验数据计算，两片之间的热传导系数为：K=0.064 W/(m·K)七、实验讨论比较理论计算出来的热传导系数（K=0.066 W/(m·K)），可以看到实验得出的热传导系数与理论值有一定的差异，这可能因为实验时的不确定性所致。
八、结论根据本次实验，可以得出两片之间的热传导系数为K=0.064W/(m·K)，与理论值有一定的差异，可能是实验不确定性所致，可以通过进一步的实验，对热传导系数进行准确的测定。
传热学实验报告
传热学实验报告班级：安全工程（单）0901班姓名：***学号：01第一节稳态平板法测定绝热材料导热系数实验一、实验目的1.巩固和深化稳定导热过程的基本理论，学习用平板法测定绝热材料导热系数的试验方法和技能。
2.测定试验材料的导热系数。
3.确定试验材料导热系数与温度的关系。
二、实验原理导热系数是表征材料导热能力的物理量。
对于不同的材料，导热系数是各不相同的，对同一材料，导热系数还会随着温度、压力、湿度、物质的结构和重度等因素而变异。
各种材料的导热系数都用试验方法来测定，如果要分别考虑不同因素的影响，就需要针对各种因素加以试验，往往不能只在一种实验设备上进行。
稳态平板法是一种应用一维稳态导热过程的基本原理来测定材料导热系数的方法，可以用来进行导热系数的测定试验，测定材料的导热系数及其和温度的关系。
实验设备是根据在一维稳态情况下通过平板的到热量Q 和平板两面的温差t ∆成正比，和平板的厚度h 成反比，以及和导热系数λ成反比的关系来设计的。
我们知道，通过薄壁平板（壁厚小于十分之一壁长和壁宽）的稳定导热量为：S t hQ *∆*=λ（1）其中：Q 为传到平板的热量，w ；λ为导热系数，w/m ℃；h 为平板厚度，m ； t ∆为平板两面温差，℃； S 为平板表面积；m 2；测试时，如果将平板两面温差t ∆、平板厚度h 、垂直热流力向的导热面积S 和通过平板的热流量Q 测定后，就可以根据下式得出导热系数：St hQ *∆*=λ （2） 其中：d u T -T t =∆，T u 为平板上测温度，T d 为平板下侧温度，℃；这里，公式2所得出的导热系数是在当时的平均温度下材料的导热系数值，此平均温度为：()d u T T 21t +=（3） 在不同的温度和温差条件下测出相应的λ值，然后按λ值标在λ-t 坐标图内，就可以得出()t f =λ的关系曲线。
三、实验装置及测试仪器稳态平板法测定绝热材料的导热系数的电器连接图和实验装置如图1和图2所示。
青岛大学传热学上机报告-@孟得明
右边界为第二类边界条件，边界节点 N 的向后差分得： 迭代形式，得： θ N = θ N −1
θ N − θ N −1 = 0 ，将此式整理为 x
1.3.4 最终离散格式
θ1 = θ w = 1 θi =
1 (θi +1 + θi −1 ) 2 + m2 x 2
(i=2,3……,N-1)
θ N = θ N −1
程序 #include"math.h" #include"stdio.h" #define N 5 #define M 5 void main() { printf("\t 二维稳态导热----------孟得明 学号：201040502074\n"); printf("矩形区域，边长 L=W=1，假设区域内无内热源，导热系数为常熟，三个边温度为 T1=0，一个边温度为 T2=1。\n"); double T[N][M],m=0,x,y; int i,j; for(i=0;i<N;i++)
(i=1,2,3,…,N-1)
T1K +1 = T2K +1
TNK +1 =
1 h x 1 (TNK−+ T∞ ) 1 + h x λ +1 λ
其中 K=0，1，2……。 隐式： Ti = T0
0
T1K +1 = T2K +1
Ti K +1 = TNK +1 =
1 K +1 K +1 K ( fTi+ 1 + fTi −1 + Ti ) 1+ 2 f 1 h x 1 (TNK−+ T∞ ) 1 + h x λ +1 λ
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《传热学》三级项目报告书
钢生锈表面黑度测量
姓名：
课程名称：传热学
指导教师：金昕
2013年6月
固体表面黑度的测定
摘要：
通过课上老师讲解，我们了解到实际物体的辐射力与同温度下黑体的辐射力之比称为实际物体的黑度。
为了测量固体表面黑度，首先设计一个已知外表面积的工件，将其放入不存在吸收热辐射介质的空腔内（实验中为真空中的系统），测出换热量，通
过调节试件外表面的温度，研究试件表面黑度随温度的变化，再通过对实验数据的分析整理，计算出黑度，通过图像处理，得到固体表面黑度随温度的变化规律，进一步加深了对黑度的认识。
前言：
本项目目的在于熟悉物体表面黑度的测试原理；熟练应用三维设计软件对实验试件的设计；分析影响物体表面黑度的因素；了解实验原理，并对实验设备进行拆装，学会使用各种测试仪表进行测试；提高学生的动手能力、理论联系实际能力和团队的协作能力；得到查阅文献、阅读相关技术资料和调查研究能力的训炼；通过研究报告的撰写使学生在科技文献写作方面获得训练。
本项目主要内容是测定试件表面黑度以及分析黑度随温度变化关系。
黑度是辐射换热的重要特性，黑度取决于物体的性质，物体的温度，表面状态，波长，方向，通过本实验的学习黑度概念和黑度测量，自己动手测绘试件、测量数据、分析结果，增强了动手实验能力，培养灵活运用知识的能力和创新思维。
本实验采用真空辐射法测定固体黑度的实验方法，根据公式及日常经验预测试件表面黑度随温度升高呈下降趋势。
实验目的
1、巩固辐射换热理论.
2、掌握用真空辐射法测定固体表面黑度的试验方法.
3、分析固体表面黑度随温度的变化规律.
实验设备介绍及实验原理分析：
通过查阅相关资料，我们了解到研究黑度的方法主要有：辐射法、量热计法和正规热工况法。
辐射法是建立在以被测物体的辐射和绝对黑体或其他辐射系数已知的辐射系数为已知的物体辐射，相比较的基础之上的。
本实验采用辐射法。
实验原理
当一物体放在另一物体的空腔内，且空腔内不存在吸收热辐射的介质时（如空气），彼此以辐射换热方式进行热交换，其辐射换热量为：
44120112112210010011
1T T C F Q F F εε⎡⎤⎛⎫⎛⎫-⎢⎥
⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦=
⎛⎫+- ⎪⎝⎭
(W) (1)
式中 F1——错误！未找到引用源。
试件外表面积（m2）；
F2——外壳内表面积（m2）；
C0——黑体辐射系数，C0=5.67W/m2K4；
T1、T2——分别为试件外表面和外壳内表面的绝对温度，K ； ε1、ε2——分别为试件外表面和外壳内表面的黑度。
如果F1、F2已知，通过实验测量Q12、T1、T2，根据式（1）试件外表面黑度ε1可由下式算出：
44120111122210010011
1T T C F F Q F εε⎧⎫⎡⎤
⎛⎫⎛⎫-⎪⎪⎢⎥
⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎢⎥⎪⎪
⎣⎦=--⎨⎬
⎪⎝⎭⎪
⎪⎪⎪⎩⎭
为了研究试件表面黑度ε1 随温度T1的变化关系，必须测量不停黑度下的黑度值，从而画出ε1=f( T1)曲线。
实验装置及设备
实验设备由黑度测定仪本体及三个系统组成。
三个系统分别为
1) 加热系统：包括电加热器、电流表、电压表、调压器、稳压集成块。
2) 真空系统：包括真空泵、真空保持阀、真空表、大气阀以及密封装置。
3) 热电偶测温系统：包括外壳及试件上的热电偶、数显温度表。
本体是由空心圆柱管的试件及外壳组成，试件外径25mm ，管长270mm 。
外壳内径99mm ，管长270mm 。
本实验装置的外壳内表面黑度取ε2=0.6。
具体量原理及装置如图1所示。
图1辐射传热实验装置简图
图2辐射传热实验装置图
设计思路
该设备用于测量固体材料的表面黑度，根据辐射可以在真空中传递而导热和对流则不能的特点设计制造。
在该装置中用真空泵把存在温差的两个表面之间的空气抽掉而形成真空，使得这两个表面之间仅进行辐射传热，通过实验分别测得各参数，再根据辐射换热理论公式求出被测固体表面的黑度。
设备特色
1、集成度高
2、加热部分全部采用不锈钢制造，美观且永不锈蚀。
3、采用数显温度表直接读取热电偶测得的温度，使学生可以非常直观地了解温度的变化。
4、采用电子调压器方便地调节输入电压。
5、仪器制造的美观整洁，标牌完整。
实验试件测绘的三维图及工程图:
图3试件三维图
实验步骤：
⑴、用扳手将左侧密封盖打开，取出试件，用游标卡尺等工具测定并记录试件的几何参数：试件外径为d1，管长L1，外壳内径为d2，管长L2。
⑵、将热电偶测温点固定在试件上，然后将试件穿过加热棒固定，最后用密封盖密封。
同时连接好相关的仪表仪器，做好准备工作。
⑶、开启真空泵，打开真空保持阀，观察真空表，系统中形成真空后可以关闭真空泵。
开启加热电源，调整调压旋钮，将电压调到预设初值。
经过一段时间，观察温度表，待温度基本不再变化时，记录温度及电加热器的电流电压等数据。
⑷、数据测定，每间隔2个小时记录温度，电流和电压数据。
有的实验设备密封性不好，测完数据后，再抽一次气，使空腔内保持真空状态。
⑸、测完所有数据后，关闭加热电源，打开通大气阀，使空腔通大气散
热。
⑹、实验完毕，用扳手将左端密封盖卸下，实验刚做完时，试件温度很高，等到试件温度降到常温时，缓慢将试件取出，卸下热电偶，再将试件放回原位，最后整理好试验现场。
⑺、对数据进行分析、整理和归纳，做曲线图找出规律。
注意事项及说明
1、停泵前必须先关闭真空阀；
2、真空阀只能在开真空泵后打开，否则真空泵内的油会被抽走。
实验数据及实验结果:
实验结果分析：
本组实验结果分析
由于仪器本身以及时间间隔等各种因素，八组数据中有两组数据得到的黑度均大于1，有较大的实验误差。
根据以上数据在坐标纸上画出黑度与工件外表面温度的曲线图，由图可以看出黑度与工件表面温度的关系：试件表面的黑度受温度的影响，但对于锈蚀处理的钢管，黑度受温度的影响相对较小。
对于整个图线，相对来说较为平稳，黑度在0.95左右上下浮动。
实验误差分析
(1) 绝对稳态很难达到
（2）绝对真空很难达到
（3）设备不准确，可能存在漏气等现象
（4）给定的黑度（定值）不够准确，也会受温度的影响
（5）实验设备使用指针型的电压表和电流表，使读取数据时产生误差（6）调电压时使用的是旋钮，使调电压的过程中难以调准
（7）读取数据的时间间隔应为两小时，但实际测量过程，未能准确遵守，故时间误差较大
（8）使用游标卡尺等工具对试件进行几何尺寸的测量时存在误差
（9）时间存放时间较长，表面性质放生变化，从而影响试件的黑度测量不同试件实验结果比较
经比较不同处理方式试件的实验结果及实验图像，可以得出结论：物体表面的黑度与物体的性质、表面状况和温度等因素有关，是物体本身的固有
特性。
一般来说表面粗糙度越大，黑度越大。
对于不同的材料，温度对其影响的情况也各不相同，应相应的具体分析。
理论上黑度的值应介于0和1之间，但是就实验得出，有些黑度是大于1的，这说明实验过程中仍存在许多的误差，将影响到实验的准确性。
总结：
在这次实验中，我们对辐射换热理论有了更深一步的了解，掌握了用真空辐射发测定固体表面黑度的试验方法。
实验结束后,通过数据分析,我们发现试件表面黑度受温度的影响,而且通过对比其它组的结果发现不同材料的物体表面黑度随温度升高是不同的变化。
通过这次项目实验，增强了我们提高我们的动手能力、理论联系实际能力和团队的协作能力；通过相关资料的查阅，锻炼了我们查阅文献、阅读相关技术资料和调查研究能力；通过研究报告的撰写增强了我们科技文献的写作能力；这次项目使我们认识到团队合作的精神和科学的严谨性，了解到物体表面黑度与表面温度的关系及变化趋势。
黑度是衡量物体表面辐射换热能力的一个重要指标，在工业生产中应用广泛，了解并掌握这一知识对于工业生产具有重要意义。
在此也十分感谢老师在项目过程中给予的支持和耐心指导。