固體小球?qū)α鱾鳠嵯禂?shù)的測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)九實(shí)驗(yàn)九固體小球?qū)α鱾鳠嵯禂?shù)的測(cè)定固體小球?qū)α鱾鳠嵯禂?shù)的測(cè)定A實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康墓こ躺辖?jīng)常遇到憑藉流體宏觀運(yùn)動(dòng)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(duì)流傳熱（或?qū)α鹘o熱)。顯然流體的物性以及流體的流動(dòng)狀態(tài)還有周圍的環(huán)境都會(huì)影響對(duì)流傳熱。了解與測(cè)定各種環(huán)境下的對(duì)流傳熱系數(shù)具有重要的實(shí)際意義。通過本實(shí)驗(yàn)可達(dá)到下列目的：(1)測(cè)定不同環(huán)境與小鋼球之間的對(duì)流傳熱系數(shù)，并對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行比較。(2)了解非定常態(tài)導(dǎo)熱的特點(diǎn)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(diǎn)。B實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理自然界和工程上，熱量傳遞的機(jī)理有傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。傳熱時(shí)可能有幾種機(jī)理同時(shí)存在，也可能以某種機(jī)理為主，不同的機(jī)理對(duì)應(yīng)不同的傳熱方式或規(guī)律。當(dāng)物體中有溫差存在時(shí)，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(duì)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(hào)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(shí)驗(yàn)中，小球材料的選取對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有重要影響。熱對(duì)流是流體相對(duì)于固體表面作宏觀運(yùn)動(dòng)時(shí)，引起的微團(tuán)尺度上的熱量傳遞過程。事實(shí)上，它必然伴隨有流體微團(tuán)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(tuán)熱對(duì)流兩者的綜合過程

4、。具有宏觀尺度上的運(yùn)動(dòng)是熱對(duì)流的實(shí)質(zhì)。流動(dòng)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(shí)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(shí)ACV????間常數(shù)的時(shí)間后，即：，可

5、得：?4?t018.040?????eTTTTff表明過余溫度的變化已達(dá)98.2%，以后的變化僅剩1.8%，對(duì)工程計(jì)算來說，往fTT?后可近似作定常數(shù)處理。對(duì)小球代入式(6)整理得：63SdRAV??(8)ffSTTTTtCd????0ln16??或(9)ffSSTTTTtCddNu?????02ln16????通過實(shí)驗(yàn)可測(cè)得鋼球在不同環(huán)境和流動(dòng)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。?