一、实验目的
1、了解对流换热的实验研究方法；
2、测定空气横向流过管束表面时的平均放热系数α，并将实验数据整理成准数方程式；
3、学习测量风速、温度、热量的基本技能。

二、主要实验设备
本对流实验在一实验风洞中进行。

实验风洞主要由风洞本体、风机、构架、实验管及其加热器、水银温度计、倾斜式微压计、皮托管、电位差计、功率表以及调压变压器等组成。

三、实验原理
根据相似理论，流体强制流过物体时的放热系数α与流体流速、物体几何参数、物体间的相对几何位置以及物性等的关系可用下列准数方程式描述：
Pr)(Re,f Nu =
实验研究表明，空气横向流过管束表面时，由于空气普郎特数（Pr=0.7）为常数，故一般可将上式整理成下列的指数形式，
n C Nu Re =
式中 C,n 均为常数，由实验确定， Nu ——努塞尔特准数 λ
ad
Nu =
Re ——雷诺准数 v
d
ω=
Re
上述各准则中，α——壁面平均对流换热系数[∙2/m W ℃] d ——实验管外径，作为定性尺寸，[m] λ——空气导热系数，[∙2/m W ℃]
ω——空气流过实验管外最窄截面处流速，[m/s] ν——空气运动粘度，]/[2s m
定性温度：空气边界层平均温度)(2
1
f w m t t t +=。

式中：m t ——实验管壁面平均温度[℃]
f t ——空气平均温度本实验的任务在于确定C 与 n 的数值，首先使空气流速一定，然后测定有关的数据：电流I 、电压 V 、管壁温度w t 、空气温度f t 、微压计动压头h 。

至于α和ω在实验中无法直接测得，可通过计算求得，而物性参数可在有关书中查得。

得到一组数据后，可得一组 Re 、Nu 值；改变空气流速，又得到一组数据，再得一组 Nu 、Re 值；改变几次空气流速，就可得到一系列的实验数据。

四、实验数据及处理结果 1.测试所得原始数据
表1测试数据表
2.数据分析与计算
◆表2热电偶测管温度平均值 ◆已知管长L=450mm,管直径d=40mm ，求得管表面积为205655
.0m L d A =⋅⋅=π ◆空气进出口的平均绝对温度[K]:K T T T f
15.273)(2
1
21++=
,（见表3）由差值法及查表可知，热电偶
测管壁温度w T 如表表3
已知试管表面黑度ε=0.6-0.7，取ε=0.65，绝对黑体辐射系数)]/([67.542K m W C O ⋅=，由
])100
()100[(
4f 4w T
T A C Q O r -=ε， 算得：辐射热量r Q 如表4： 表4
已知加热功率UI W =,r C Q W Q -=以及A
T T Q f w C
)(-=α，算出α、、C Q P 如下表5：
表5
查表得温度约为19.1λ表6
表7
由1
21
2Re lg Re lg lg lg --=
Nu Nu n ，计算得n=0.5778,由n
Nu C Re =，算得C 如表8：
故准数方程式为：5778.0Re 1521.0=Nu ,图线如下图所示。