固體小球?qū)α鱾鳠嵯禂?shù)的測定

1、實驗九實驗九固體小球?qū)α鱾鳠嵯禂?shù)的測定固體小球?qū)α鱾鳠嵯禂?shù)的測定A實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康墓こ躺辖?jīng)常遇到憑藉流體宏觀運動將熱量傳給壁面或者由壁面將熱量傳給流體的過程，此過程通稱為對流傳熱（或?qū)α鹘o熱)。顯然流體的物性以及流體的流動狀態(tài)還有周圍的環(huán)境都會影響對流傳熱。了解與測定各種環(huán)境下的對流傳熱系數(shù)具有重要的實際意義。通過本實驗可達到下列目的：(1)測定不同環(huán)境與小鋼球之間的對流傳熱系數(shù)，并對所得結(jié)果進行比較。(2)了解非定常態(tài)導(dǎo)熱的特點以及畢

2、奧準(zhǔn)數(shù)（Bi）的物理意義。(3)熟悉流化床和固定床的操作特點。B實驗原理實驗原理自然界和工程上，熱量傳遞的機理有傳導(dǎo)、對流和輻射。傳熱時可能有幾種機理同時存在，也可能以某種機理為主，不同的機理對應(yīng)不同的傳熱方式或規(guī)律。當(dāng)物體中有溫差存在時，熱量將由高溫處向低溫處傳遞，物質(zhì)的導(dǎo)熱性主要是分子傳遞現(xiàn)象的表現(xiàn)。通過對導(dǎo)熱的研究，傅立葉提出：(1)dydTAQqyy????式中：y方向上的溫度梯度dydT??mK上式稱為傅立葉定律，表明導(dǎo)熱通量

3、與溫度梯度成正比。負(fù)號表明，導(dǎo)熱方向與溫度梯度的方向相反。金屬的導(dǎo)熱系數(shù)比非金屬大得多，大致在50～415范圍。純金屬的導(dǎo)熱系??KmW?數(shù)隨溫度升高而減小，合金卻相反，但純金屬的導(dǎo)熱系數(shù)通常高于由其所組成的合金。本實驗中，小球材料的選取對實驗結(jié)果有重要影響。熱對流是流體相對于固體表面作宏觀運動時，引起的微團尺度上的熱量傳遞過程。事實上，它必然伴隨有流體微團間以及與固體壁面間的接觸導(dǎo)熱，因而是微觀分子熱傳導(dǎo)和宏觀微團熱對流兩者的綜合過程

4、。具有宏觀尺度上的運動是熱對流的實質(zhì)。流動狀態(tài)（層(5)????dtCVATTTTdff??????初始條件：ffTTTTt????00，積分(5)式得：??????????ffTTTTtffdtCVATTTTd00??(6)??FoBitCVATTTTff????????????????expexp0??(7)??2AVatFo?定義時間常數(shù)，分析(6)式可知，當(dāng)物體與環(huán)境間的熱交換經(jīng)歷了四倍于時ACV????間常數(shù)的時間后，即：，可

5、得：?4?t018.040?????eTTTTff表明過余溫度的變化已達98.2%，以后的變化僅剩1.8%，對工程計算來說，往fTT?后可近似作定常數(shù)處理。對小球代入式(6)整理得：63SdRAV??(8)ffSTTTTtCd????0ln16??或(9)ffSSTTTTtCddNu?????02ln16????通過實驗可測得鋼球在不同環(huán)境和流動狀態(tài)下的冷卻曲線，由溫度記錄儀記下T～t的關(guān)系，就可由式(8)和式(9)求出相應(yīng)的和的值。?