实验传热学的基础理论.ppt

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1、2021/9/171第二讲实验传热学的基础理论2021/9/172实验研究中需要解决哪些理论问题？为确定上述关系，设每个变量进行6次实验，共需66＝46656次实验，每次实验1小时，共需46656个小时，每天工作10小时，共13年！还有其他设备尺寸等等一系列问题问题的引出（1）2021/9/173实验室的实验结果如何应用于工程实际？问题的引出（2）实验室实验模型如何确定？问题的引出（3）如何处理通用性与针对性的问题？2021/9/174对所研究的物理现象的理解（微分方程组及单值性边界条件）需要懂得正确进行模型实验的指导理论——相似理论实验研

2、究需要两方面的知识2021/9/175一、基本方程导热微分方程2021/9/176一、基本方程对流换热微分方程组2021/9/177一、基本方程对流换热微分方程组－转静系盘流动与换热2021/9/178一、基本方程对流换热微分方程组－转静系盘流动与换热控制方程组2021/9/179一、基本方程对流换热微分方程组－转静系盘流动与换热边界条件2021/9/1710二、如何减少实验次数1、对方程进行无因次化实验工作量非常巨大，怎么办？？？对方程进行无因次化2021/9/1711二、如何减少实验次数1、对方程进行无因次化2021/9/1712二、如

3、何减少实验次数1、对方程进行无因次化2021/9/1713二、如何减少实验次数1、对方程进行无因次化2021/9/17142、正交实验设计对于单因素或两因素试验，因其因素少，实验的设计、实施与分析都比较简单。但在实际工作中，常常需要同时考察3个或3个以上的实验因素，若进行全面实验，则实验的规模将很大，往往因实验条件的限制而难于实施。正交实验设计就是安排多因素实验、寻求最优水平组合的一种高效率实验设计方法。（具体方法参看相关的书籍）二、如何减少实验次数2021/9/1715相似理论三、如何解决实验结果的推广问题2021/9/1716三、如何解

4、决实验结果的推广问题同类物理现象——具有相同的物理内容，并能用同一微分方程描述的物理现象。如果两个物理现象的微分方程的形式一样，但物理内容不同，就不是同类物理现象。说明：（2）、物理现象相似定义：在几何相似的条件下，如果两个同类物理现象a和b相似，那么现象a中量纲相同的物理量之间的比值，与现象b中对应点的同名物理量之间的比值相等，则称两个物理现象相似。2021/9/1717三、如何解决实验结果的推广问题（2）、物理现象相似说明：时间对应点——是指从起始时刻起，具有的瞬时，不是从起始时刻起具有相同时间的点。定义：在几何相似的条件下，如果两个同

5、类物理现象a和b相似，那么现象a中量纲相同的物理量之间的比值，与现象b中对应点的同名物理量之间的比值相等，则称两个物理现象相似。2021/9/1718三、如何解决实验结果的推广问题（2）、物理现象相似定义：在几何相似的条件下，如果两个同类物理现象a和b相似，那么现象a中量纲相同的物理量之间的比值，与现象b中对应点的同名物理量之间的比值相等，则称两个物理现象相似。说明：空间对应点——是指具有点。显然只有几何相似的体系才具有空间对应点，它是物理想象相似的前提2021/9/1719三、如何解决实验结果的推广问题（2）、物理现象相似定义：在几何相似

6、的条件下，如果两个同类物理现象a和b相似，那么现象a中量纲相同的物理量之间的比值，与现象b中对应点的同名物理量之间的比值相等，则称两个物理现象相似。说明：uaubua,maxub,maxtatb2021/9/1720三、如何解决实验结果的推广问题准则数即无量纲数，如_____________________2021/9/1721三、实验模型如何确定(实验布局)？管内对流换热转静系旋转盘腔换热2021/9/1722四、实验前误差的预先估计及分配1、分析实验结果误差的组成2、确定直接测量量的误差范围3、根据误差传递公式确定待求量的误差4、分析影

7、响待求量误差的主要因素5、提高这些主要影响因素的测量精度2021/9/1723五、实验数据的后期处理与分析1、数据的分析与处理（1）列表法将一组实验数据中的自变量、因变量的各个值依一定的形式和顺序一一对应列出来。优点（1）易于操作；（2）数据易于参考比较；（3）形式紧凑；（4）同一个表中几个变量间的变化不混乱缺点（1）不能形象地看出过程的发展趋势。（2）试验结果的间断性，需要差值。2021/9/1724五、实验数据的后期处理与分析1、数据的分析与处理（1）列表法将一组实验数据中的自变量、因变量的各个值依一定的形式和顺序一一对应列出来。注意（

8、1）表的名称及说明；（2）变量名称及单位；（3）有效数字。2021/9/1725时间间隙（以顶点为0°，顺时针旋转）0°18°36°0.160.120.15324°342°0.2