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地毯的熱阻越高，傳熱越低，但溫度變化比混凝土大。因此，地毯的腳感要比瓷磚地板暖和得多。
研討會6-散熱器和能量平衡
研討會6-散熱器和能量平衡
通過打開加熱器啟動熱傳遞。評估了兩種不同的散熱器。一塊是金屬，另一塊是地毯（絕緣體）。通過將加熱器從熱流傳感器的一側移動到另一側，評估每個傳感器的溫度和熱流響應。這表明，一個方向的熱通量為正，另一個方向為負。熱流的符號很重要，不像溫度沒有方向。此外，散熱器和熱源的質量決定了熱通量的大小。這種金屬是一種更好的散熱器。因此，熱流密度較高，溫度變化較小。鼓勵學生繪制帶有能量平衡和熱通量標記的系統，以幫助可視化和練習獲得相應的方程。
車間7-織物的相對熱阻
車間7-織物肘節的相對熱阻
本車間使用與第4車間相同的技術，在室溫下用手為低導電率（地毯）和高導電率（金屬）散熱器提供熱源。它強調了增加熱阻（在這種情況下是一塊布）的重要性取決于已經存在的熱阻的概念。在5%的測量不確定度范圍內，布料對地毯沒有影響，但對金屬有40%或50%的影響。學生們還應注意到，有布和無布金屬的感知溫度存在很大差異。這與穿著短褲或褲子坐在金屬看臺上的效果相同。當考慮污垢的影響時，該應用還擴展到熱交換器。當總傳熱系數高時，污垢具有更大的影響。
研討會8-流體對流
研討會8-流體對流切換
流體對流通常以對流傳熱系數h為特征。為了計算h，需要熱通量以及表面和流體溫度。這些數據由來自DAQ的熱流傳感器和熱電偶讀數提供。利用腕部的熱傳遞，探索了三種不同的測量方法。雷諾數和努塞爾數都需要相同的特征長度。雷諾數和努塞爾數之間的相關性允許計算臂的表觀速度。學生們試圖最大限度地提高他們移動手臂的速度。
車間9-外部氣流的射流沖擊
車間9-射流沖擊外部流量切換
吹東西來加熱或冷卻是很常見的。將熱通量傳感器安裝在散熱器上允許測量熱通量。使用熱電偶分別測量表面溫度和空氣溫度，可以計算對流換熱系數。h值通常比W8中的h值大得多，因為空氣速度比移動手臂的速度大得多。伯努利方程中相應的肺壓力應給出幾英寸的水壓。這為學生提供了比較數字的參考。
車間10-玻璃窗傳導
車間10-玻璃窗導電開關
表面溫度和熱通量測量是在窗格玻璃的兩側進行的。理想情況下，這是在寒冷或炎熱的一天進行的，這樣就可以進行建筑內外的傳熱。學生應在系統周圍繪制一個控制體積，并表明內部玻璃的熱流必須等于外部玻璃的熱流。還需要繪制溫度分布圖。這是為了將他們在教科書中看到的內容與他們能夠實際測量的內容聯系起來。還計算了玻璃上的溫度，并與測量值進行了比較。然而，由于焊道熱電偶與表面接觸不良，其差異通常比測量值小得多。令人驚訝的結論是，在這種情況下，精確測量溫度比測量熱流要困難得多。
車間11-蒸發-同時傳熱和傳質
車間11-蒸發-同時傳熱傳質
這是第8車間的重復，但現在使用濕布除了對流傳熱外還提供傳質。Lewis關系用于關聯傳熱系數和傳質系數。然后，學生計算同時進行的傳熱和傳質。空氣的相對濕度不是直接測量的，而是通過表面的總能量傳遞推斷出來的。對于潮濕的表面，傳感器溫度將較低，從而減少熱傳遞。能量對于潮濕的表面，傳感器溫度將較低，從而減少熱傳遞。蒸發產生的能量傳遞應占地表總能量傳遞的主導地位。
研討會12-傳熱系數
研討會12-傳熱系數切換
講習班8和9說明了一些簡單的情況，在這些情況下，可以使用熱通量測量來找到流體和表面之間的熱傳遞系數。當表面已經發生大量熱傳遞時，這是容易的。加熱器可以用來人為地在表面產生熱通量，盡管通常需要很長時間才能達到穩定狀態，并且很難計算損失。熱流傳感器可以通過直接測量流體的熱流來避免穩態標準。本車間使用提供的加熱器計算表面溫度變化時的傳熱系數。它說明了如何定義h值以及視在值如何隨條件變化的重要性。它還顯示了局部改變加熱器所在位置的表面溫度如何增加表觀傳熱系數。這有時被稱為“熱島效應”。
車間13-灰體輻射
車間13-灰體輻射開關
本實驗室最好使用提供給學生的輻射源。所需的電力超過了他們計算機的可用電力。對于背面帶有電阻加熱器的6英寸方形板，需要至少10瓦的功率才能達到80°C或90°C，這使學生很容易感受到板上的輻射。一塊1/8英寸厚的鋁板放在某種類型的隔熱材料上效果很好。用一些平的黑色噴漆覆蓋板的一半。用鋼絲絨或等效物拋光板的另一半。這將提供一個非常可測量的輻射熱通量差異，學生可以感覺到，也可以用熱通量計測量。通過一些簡化假設，可以測量裸露金屬表面的發射率。該講習班在幫助學生了解表面發射率對輻射交換的影響方面非常有用。這讓他們覺得這是真的。
研討會14-打造自己的品牌
車間14-制作您自己的切換
學生的最愛：利用創造力來測量你自己問題中的熱流。就問題和結果做一個簡短的報告。 |
