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1、墻體材料傳熱系數(shù)測定試驗,組員：,.試驗主要步驟, 實驗要求 試驗原理 試驗器材選擇 試驗步驟 試驗注意事項 實驗數(shù)據(jù)表格及處理 試驗誤差分析 試驗改進建議 項目設(shè)計中遇到的問題以及參考答案,2.試驗原理,經(jīng)過組內(nèi)成員討論和查閱資料，我組選擇熱箱法測量墻體材料傳熱系數(shù)。 熱箱法是基于一維穩(wěn)態(tài)傳熱的原理，在試件兩側(cè)的箱體（熱箱和冷箱）內(nèi)，分別建立所需的溫度、風(fēng)速和輻射條件，達到穩(wěn)定狀態(tài)后，測量空氣溫度、試件和箱體內(nèi)壁的表面溫度及輸入到計量箱的功率，就可以根據(jù)公式（1）計算出試件的熱傳遞性質(zhì)傳熱系數(shù)K。公式如下：,其中：K 為傳熱系數(shù)， W/(m2.K)； Qp 為加熱器熱功率；w Q1 為通過試
2、件熱流，W； Q2 為試件不平衡熱流；w Q3 為箱避熱流；w A 為熱箱開口面積，m2； Ti 熱箱空氣溫度，K或； Te 冷箱空氣溫度，K或。,試驗構(gòu)造簡圖,3.試驗器材選擇,計量箱，防護箱，冷箱；半導(dǎo)體熱傳感器，試件，加熱器，熱箱導(dǎo)流板；,4.試驗步驟,1）如圖一安裝好試驗裝置 2）檢查試驗裝置是否安裝正確，結(jié)合是否嚴實； 3）記下熱箱和冷箱的起始空氣溫度Ti。；Te。； 4）對標(biāo)準試件進行標(biāo)定，得出Q2;Q3大致范圍； 5）打開電源開關(guān)，打開加熱器加熱，令其加熱5分鐘 （300S）關(guān)閉加熱開關(guān)（由于傳熱時效，可令其熱箱溫度升到最高點在記錄，得出熱箱和冷箱的兩側(cè)溫度）按其公式 Q=K*（
3、t1 t2)*A ; Q2+Q3=QpQ 6）令其加熱功率P=P*300；（P為每秒功率 J/S);,太多字，不想看(),7）拆下標(biāo)件安裝上需測試試件，如果認為其拆除與安裝時熱箱和冷箱壁面均無熱流損失，安裝好經(jīng)檢查確認后記下此時兩側(cè)溫度； 傳熱過程示意圖 8）打開加熱開關(guān)，同樣加熱5分鐘，暫停加熱小會等其熱箱溫度升到最高，記下兩側(cè)溫度，同時迅速打開加熱開關(guān)加熱； 9）重復(fù)上述8）步驟，記錄10組數(shù)據(jù)， 10）關(guān)閉電源，試驗裝置拆除。 11）整理裝置。 12）試驗數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)記錄表格,全是又長又臭的文字。,。不怪我,6本試驗注意事項,試驗裝置安裝準確嚴密， 試驗材料面積不能過小，至少要滿足建立穩(wěn)
4、態(tài)的幾何條件即長寬與厚度比大于20 加熱器不推薦用粗糙簡單的電熱絲直接對空氣加熱，因為這樣會導(dǎo)致空氣升溫較為緩慢，導(dǎo)致熱損失增大，且會較大影響穩(wěn)態(tài)建立時間 試驗時候，最好保持室內(nèi)處于無風(fēng)狀態(tài)，室內(nèi)風(fēng)速過大，會較大的引起熱損失，造成較大誤差,8試驗數(shù)據(jù)誤差分析,系統(tǒng)誤差 從試驗構(gòu)造簡易圖以及（1）式可知，該過程為模擬一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程來測量傳熱系數(shù)K；在計算中，電加熱器產(chǎn)生的熱量傳遞主要有通過墻體材料的傳熱，以及少量通過熱箱以及墻體傳遞到空氣中去，這部分是被忽略的，因而實際Q是偏大的，當(dāng)實驗進行時間越久，該影響將越來越明顯。 因為墻體材料本身傳熱系數(shù)很差，因此短時間內(nèi)溫度變化極小，同時又因為空氣對
5、流換熱系數(shù)較小，因而對溫度傳感器精度要求高，當(dāng)精度不滿足要求，造成K值偏小。 隨著試驗進行，熱箱溫度升高，壓強隨之增大，裝置整體通過空氣傳質(zhì)帶走的熱量也會隨之增大,導(dǎo)熱流板不能與試件接觸，否則會使熱流密度增大很多，同時導(dǎo)熱流板不宜過厚過多，（如果加熱器本身換熱效果已經(jīng)十分優(yōu)秀，可以不使用）使用它的目的是為了使熱箱溫度場均勻，不致局部熱流過大。 計量箱與防護箱的溫差不宜超過5K，如果超過這個溫度，可以適當(dāng)減少防護箱的加熱功率 墻體材料本身如果有孔隙，這會極大改變K的值 因此實驗前必須注意孔隙是否為材料本身所有還是因加工藝或其他原因引起的,9總結(jié)試驗,試驗改進建議： 1）增加熱感器測量精度，明顯在
6、本實驗中，主要誤差來源之一便是溫差的測定，而墻體材料本身熱敏極差，如果能提高熱傳感器精度，無疑能極大減少誤差,還差一點點，求堅持。(） ,墻體材料的K值影響較大來源于墻體的含濕量，水的比熱容和導(dǎo)熱率都遠遠大于墻體材料，所以當(dāng)實驗誤差很明顯時，看看試件是否受潮，如果有，可以進行干燥處理,2）在本試驗中，完全沒有考慮空氣本身含濕量，可以證明，由于水的Cp遠遠大于空氣，若空氣含濕量太高，明顯將增大空氣H值，有必要可以對空氣進行干燥;如果該實驗在潮濕天氣進行，影響將更為明顯,3）冷箱保溫考慮，從實驗中看到，兩側(cè)的溫差測定依賴于冷箱的測定，從墻體材料傳遞過來的熱量通過空氣對流傳遞到空氣中，實際上冷箱的溫
7、度應(yīng)為墻體材料與空氣換熱的結(jié)果，如果在墻體材料冷箱面加裝保溫材料，明顯可以使溫度反應(yīng)更為準確。 4）空氣熱性問題，從實驗過程可以看到，隨著試驗進行熱箱溫度持續(xù)升高，而體積保持不變，則壓力升高，與外界空氣形成壓差，者不可避免會使空氣與外界產(chǎn)生對流換熱，導(dǎo)致Q值偏小,10.項目設(shè)計遇到的問題,1. 測量方法的選擇 2. 熱箱安裝步驟 3. 變量控制 4. K值本身為常數(shù)還是受環(huán)境變量影響,終于到了最后的最后()。,1. 測量方法的選擇,K傳熱系數(shù)的測定一直較少，主要是其K受對流傳熱系數(shù)影響，故而不好測定，查閱資料可知，熱箱法為比較成熟的熱工測量方法，且有少部分用于測量K，故選擇熱箱法,2 熱箱安裝
8、步驟,具體參看熱箱使用說明書。不同的廠家生產(chǎn)的熱箱構(gòu)造基本一樣，但有些同時還會附有數(shù)據(jù)記錄儀器和處理打印等功能。,3 變量控制,由公式式一知道，K主要取決Q以及溫度，那么Q的改變顯然會改變單位時間溫差，所以選擇哪一個作為常量，哪一個為變量，或者雙變量才能使得試驗簡單更具有操作性和可行性便很值得思考，經(jīng)過一系列方案選擇淘汰，最終以Q作為常量，溫度為變量,K為常數(shù)還是受環(huán)境變量影響,由1/K=1/h1+1/h2+R 知道，K主要受材料的熱物性以及對流傳熱系數(shù)影響，而對流傳熱系數(shù)受流體種類，流速，壓強，熱物性，相態(tài)影響，因而知道K本身會隨周圍傳熱介質(zhì)變化而變化。典型的例子便是某一材料放在空氣中遠比放在水中降溫慢。風(fēng)速大降溫快，風(fēng)速慢降溫慢。,數(shù)據(jù)記錄表格,初始數(shù)據(jù),謝謝觀看,如果你對這試驗還有不同的想法，可以E-mail到我 感謝對這試驗給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué),傳熱過程示意圖,
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