空气中水蒸汽的扩散系数及平均自由程的测定

空气-蒸汽给热系数测定实验指导书 (1)

空气－蒸汽给热系数测定装置 实验指导书

空气－蒸汽对流给热系数测定 一、实验目的 1、 了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。 2、 掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。 3、 学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。 二、基本原理 在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交 换，称为间壁式换热。如图(4－1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热， 固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。 达到传热稳定时，有 ()() ()()m m W M W p p t KA t t A T T A t t c m T T c m Q ?=-=-=-=-=221112222111αα （4－1） 式中：Q － 传热量，J / s ； m 1 － 热流体的质量流率，kg / s ； c p 1 － 热流体的比热，J / (kg ?℃)； T 1 － 热流体的进口温度，℃； T 2 － 热流体的出口温度，℃； m 2 － 冷流体的质量流率，kg / s ； δ T T W t W t 图4－1间壁式传热过程示意图

c p 2 － 冷流体的比热，J / (kg ?℃)； t 1 － 冷流体的进口温度，℃； t 2 － 冷流体的出口温度，℃； α1 － 热流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m 2 ?℃)； A 1 － 热流体侧的对流传热面积，m 2； ()m W T T -－ 热流体与固体壁面的对数平均温差，℃； α2 － 冷流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m 2 ?℃)； A 2 － 冷流体侧的对流传热面积，m 2； ()m W t t - － 固体壁面与冷流体的对数平均温差，℃； K － 以传热面积A 为基准的总给热系数，W / (m 2 ?℃)； m t ?－ 冷热流体的对数平均温差，℃； 热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算， ()()() 2 211 2211ln W W W W m W T T T T T T T T T T -----= - （4－2） 式中：T W 1 － 热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃； T W 2 － 热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。 固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（4—3）计算， ()()() 2 21 12211ln t t t t t t t t t t W W W W m W -----= - （4－3） 式中：t W 1 － 冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，℃； t W 2 － 冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，℃。 热、冷流体间的对数平均温差可由式（4—4）计算， ()() 1 221 1221m t T t T ln t T t T t -----= ? （4－4） 当在套管式间壁换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以冷空气或水进行对流传热系数测定实验时，则由式（4－1）得内管内壁面与冷空气或水的对流传热系数， ()()M W p t t A t t c m --= 212222α （4－5）

实验4传热(空气—蒸汽)综述资料

实验四：传热（空气—蒸汽）实验 一、实验目的 1．了解间壁式换热器的结构与操作原理； 2．学习测定套管换热器总传热系数的方法； 3．学习测定空气侧的对流传热系数； 4．了解空气流速的变化对总传热系数的影响。 二、实验原理 对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为： (4-1) 对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故 （4-2） 本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数m、n和系数A。用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re和Pr分别回归。本实验可简化上式，即取n=0.4（流体被加热）。这样，上式即变为单变量方程再两边取对数，即得到直线方 程：（4-3）在双对数坐标中作图，找出直线斜率，即为方程的指数m。在直线上任取一点的函数值代入方程中，则可得到系数A，即： （4-4）

用图解法，根据实验点确定直线位置有一定的人为性。而用最小二乘法回归，可以得到最佳关联结果。应用微机，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A、m、n。 对于方程的关联，首先要有Nu、Re、Pr的数据组。其准数定义 式分别为： 实验中改变冷却水的流量以改变Re准数的值。根据定性温度（冷空气进、出口温度的算术平均值）计算对应的Pr准数值。同时，由 牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数α值。进而算得Nu准数值。牛顿冷却定律：（4-5） 式中：α—传热膜系数，[W/m2·℃]； Ｑ—传热量，［Ｗ］； Ａ—总传热面积，[m2]； △tm—管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，[℃]。传热量Q可由下式求得： （4-6） W—质量流量，[kg/h]； Cp—流体定压比热，[J/kg·℃]； t1、t2—流体进、出口温度，[℃]； ρ—定性温度下流体密度，[kg/m3]； V—流体体积流量，[m3/s]。

空气-蒸汽给热系数测定

浙江科技学院 实验报告 课程名称：化工原理 实验名称：空气—蒸汽对流给热系数测定学院：生物与化学工程学院 专业班：材料科学与工程111 姓名：AAA 学号：1110450003 同组人员：AAA AAA 实验时间: 2014年5月9日 指导教师：

一、 实验课程名称：化工原理 二、实验项目名称：空气－蒸汽对流给热系数测定 三、实验目的和要求： 1、 了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。 2、 掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。 3、 学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。 四、实验内容和原理 实验内容：测定不同空气流量下进出口端的相关温度，计算α，关联出相关系数。 实验原理：在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，称为间壁式换热。如图(4－1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热， 固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。 达到传热稳定时，有 ()()()()m m W M W p p t KA t t A T T A t t c m T T c m Q ?=-=-=-=-=221112222111αα （1） 热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（2）计算， ()()() 2 211221 1ln W W W W m W T T T T T T T T T T -----=- （2） 式中：T W 1 －热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃；T W 2 －热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。 固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（3）计算， ()()() 2 21 12211ln t t t t t t t t t t W W W W m W -----=- （3） 式中：t W 1 － 冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，℃；t W 2 － 冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，℃。 热、冷流体间的对数平均温差可由式（4）计算， ()()1221 1221 m t T t T ln t T t T t -----=? （4） 当在套管式间壁换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以冷空气或水进行对流传热系数测定实验时，则由式（4－1）得内管内壁面与冷空气或水的对流传热系数， ()()M W p t t A t t c m --= 212222α （5） 实验中测定紫铜管的壁温t w1、t w2；冷空气或水的进出口温度t 1、t 2；实验用紫铜管的长度l 、内径d 2， T t 图4－1间壁式传热过程示意图

空气水蒸气对流给热系数测定实验报告

空气水蒸气对流给热系数测定实验报告 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

一．实验课程名称 化工原理 二．实验项目名称 空气－蒸汽对流给热系数测定 三、实验目的和要求 1、了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。 2、掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。 3、学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。 四．实验内容和原理 实验内容：测定不同空气流量下进出口端的相关温度，计算，关联出相关系数。 实验原理：在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，称为间壁式换热。如图(4－1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热， 固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。 达到传热稳定时，有 ()()()()m m W M W p p t KA t t A T T A t t c m T T c m Q ?=-=-=-=-=221112222111αα （4－1） 热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算， ()()() 2 211 2211ln W W W W m W T T T T T T T T T T -----= - （4 －2） 式中：T W 1 －热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃；T W 2 －热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。 固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（4—3）计算， ()()() 2 21 12211ln t t t t t t t t t t W W W W m W -----= - （4 －3） 式中：t W 1 － 冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，℃；t W 2 － 冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，℃。 热、冷流体间的对数平均温差可由式（4—4）计算，

空气 水蒸气对流给热系数测定实验报告

一．实验课程名称 化工原理 二．实验项目名称 空气－蒸汽对流给热系数测定 三、实验目的和要求 1、了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。 2、掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。 3、学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。 四．实验内容和原理 实验内容：测定不同空气流量下进出口端的相关温度，计算?，关联出相关系数。 实验原理：在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，称为间壁式换热。如图(4－1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热， 固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。 达到传热稳定时，有 ()()()()m m W M W p p t KA t t A T T A t t c m T T c m Q ?=-=-=-=-=221112222111αα （4－1） 热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算， ()()() 2 211 2211ln W W W W m W T T T T T T T T T T -----= - （4－2） 式中：T W 1 －热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃；T W 2 －热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。 固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（4—3）计算，

()()() 2 21 12211ln t t t t t t t t t t W W W W m W -----= - （4－3） 式中：t W 1 － 冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，℃；t W 2 － 冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，℃。 热、冷流体间的对数平均温差可由式（4—4）计算， ()() 1 221 1221m t T t T ln t T t T t -----= ? （4－4） 当在套管式间壁换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以冷空气或水进行对流传热系数测定实验时，则由式（4－1）得内管内壁面与冷空气或水的对流传热系数， ()()M W p t t A t t c m --= 212222α （4－5） 实验中测定紫铜管的壁温t w1、t w2；冷空气或水的进出口温度t 1、t 2；实验用紫铜管的长度l 、内径d 2，l d A 22π=；和冷流体的质量流量，即可计算?2。 然而，直接测量固体壁面的温度，尤其管内壁的温度，实验技术难度大，而且所测得的数据准确性差，带来较大的实验误差。因此，通过测量相对较易测定的冷热流体温度来间接推算流体与固体壁面间的对流给热系数就成为人们广泛采用的一种实验研究手段。 由式（4－1）得， ()m p t A t t c m K ?-= 1222 （4－6） 实验测定2m 、2121T T t t 、、、、并查取()212 1 t t t += 平均下冷流体对应的2p c 、换热面积

空气—蒸汽对流给热系数测定实验报告及数据答案

空气—蒸汽对流给热系数测定 一、实验目的 ⒈通过对空气—水蒸气光滑套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数α1的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe m Pr0.4中常数A、m的值。 ⒉通过对管程内部插有螺纹管的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式Nu=BRe m中常数B、m的值和强化比Nu/Nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。 二、实验装置 本实验设备由两组黄铜管（其中一组为光滑管，另一组为波纹管）组成平行的两组套管换热器，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固定。空气由旋涡气泵吹出，由旁路调节阀调节，经孔板流量计，由支路控制阀选择不同的支路进入换热器。管程蒸汽由加热釜发生后自然上升，经支路控制阀选择逆流进入换热器壳程，其冷凝放出热量通过黄铜管壁被传递到管内流动的空气，达到逆流换热的效果。饱和蒸汽由配套的电加热蒸汽发生器产生。该实验流程图如图1所示，其主要参数见表1。 表1 实验装置结构参数

图1 空气-水蒸气传热综合实验装置流程图 1— 光滑套管换热器；2—螺纹管的强化套管换热器；3—蒸汽发生器；4—旋涡气泵； 5—旁路调节阀；6—孔板流量计；7、8、9—空气支路控制阀；10、11—蒸汽支路控制阀； 12、13—蒸汽放空口； 15—放水口；14—液位计；16—加水口； 孔板流量计测量空气流量 空气压力 蒸汽压力 空气入口温度 蒸汽温度 空气出口温度

三、实验内容 1、光滑管 ①测定6～8个不同流速下光滑管换热器的对流传热系数α1。 ②对 α1的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=ARe m 中常数A 、m 的值。 2、波纹管 ①测定6～8个不同流速下波纹管换热器的对流传热系数α1。 ②对 α1的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=BRe m 中常数B 、m 的值。 四、实验原理 1．准数关联 影响对流传热的因素很多，根据因次分析得到的对流传热的准数关联为： Nu=CRe m Pr n Gr l （1） 式中C 、m 、n 、l 为待定参数。 参加传热的流体、流态及温度等不同，待定参数不同。目前，只能通过实验来确定特定 范围的参数。本实验是测定空气在圆管内作强制对流时的对流传热系数。因此，可以忽略自然对流对传热膜系数的影响，则Gr 为常数。在温度变化不太大的情况下，Pr 可视为常数。所以，准数关联式（1）可写成 Nu ＝CRe m （2） Re 4 du V d ρ ρ π μ μ == 其中： , 500.02826W/(m.K)d Nu αλλ = =℃时，空气的导热系数

实验4传热(空气—蒸汽)

实验四：传热（空气—蒸汽）实验 实验目的 1．了解间壁式换热器的结构与操作原理； 2．学习测定套管换热器总传热系数的方法； 3．学习测定空气侧的对流传热系数； 4．了解空气流速的变化对总传热系数的影响。 基本原理： 对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为： (4-1) 对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故 （4-2） 本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数m、n和系数A。 用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re和Pr分别回归。本实验可简化上式，即取n=0.4（流体被加热）。这样，上式即变为单变量方程，再两边取对数，即得到直线方程： （4-3） 在双对数坐标中作图，找出直线斜率，即为方程的指数m。在直线上任取一点的函数值代入方程中，则可得到系数A，即：

（4-4） 用图解法，根据实验点确定直线位置有一定的人为性。而用最小二乘法回归，可以得到最佳关联结果。应用微机，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A、m、n。 对于方程的关联，首先要有Nu、Re、Pr的数据组。其准数定义式分别为： 实验中改变冷却水的流量以改变Re准数的值。根据定性温度（冷空气进、出口温度的算术平均值）计算对应的Pr准数值。同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数α值。进而算得Nu准数值。 牛顿冷却定律： （4-5）式中： α—传热膜系数，[W/m2·℃]； Ｑ—传热量，［Ｗ］； Ａ—总传热面积，[m2]； △tm—管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，

[℃]。 传热量Q可由下式求得： （4-6）式中： W—质量流量，[kg/h]； Cp—流体定压比热，[J/kg·℃]； t1、t2—流体进、出口温度，[℃]； ρ—定性温度下流体密度，[kg/m3]； V—流体体积流量，[m3/s]。 注意事项： （1）、学校的设备大都是需要用电为差计测量电流然后计算温度的，此套设备比较先进，采用了数字显示仪表直接显示温度。 （2）、关于排放不凝气：如果不打开放气阀，理论上套管内的压力应该不断增大，最后爆炸，实际上由于套管的密封程度不是很好，会漏气，所以压力不会升高很多，基本可以忽略。另外不凝气的影响在实际是实验中并不是很大，在仿真实验中为了说明做了夸大。 （3）蒸汽发生器：关于蒸汽发生器的控制和安全问题做了简化。

化工原理实验(四)空气-蒸汽对流给热系数测定

化工原理实验（四）空气－蒸汽对流给热系 数测定 一、实验目的 1、 了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。 2、 掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。 3、 学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解影响给热系数的因素和强化传热的途 径。 二、基本原理 在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热 量交 换，称为间壁式换热。如图(4－1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热， 固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。 达到传热稳定时，有 ()() ()()m m W M W p p t KA t t A T T A t t c m T T c m Q ?=-=-=-=-=221112222111αα （4－1） T t 图4－1间壁式传热过程示意图

式中：Q － 传热量，J / s ； m 1 － 热流体的质量流率，kg / s ； c p 1 － 热流体的比热，J / (kg ?℃)； T 1 － 热流体的进口温度，℃； T 2 － 热流体的出口温度，℃； m 2 － 冷流体的质量流率，kg / s ； c p 2 － 冷流体的比热，J / (kg ?℃)； t 1 － 冷流体的进口温度，℃； t 2 － 冷流体的出口温度，℃； α1 － 热流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m 2 ?℃)； A 1 － 热流体侧的对流传热面积，m 2； ()m W T T -－ 热流体与固体壁面的对数平均温差，℃； α2 － 冷流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m 2 ?℃)； A 2 － 冷流体侧的对流传热面积，m 2； ()m W t t - － 固体壁面与冷流体的对数平均温差，℃； K － 以传热面积A 为基准的总给热系数，W / (m 2 ?℃)； m t ?－ 冷热流体的对数平均温差，℃； 热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算， ()()() 2 211 2211ln W W W W m W T T T T T T T T T T -----= - （4 －2） 式中：T W 1 － 热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃； T W 2 － 热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。 固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（4—3）计算， ()()() 2 21 12211ln t t t t t t t t t t W W W W m W -----= - （4 －3） 式中：t W 1 － 冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，℃； t W 2 － 冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，℃。

传热实验ws

姓名：吴森实验日期2015年7月20日班级：应化11301 序号20周次11星期三指导老师吴老师 传热膜系数的测定 一、 实验目的及任务 1.通过实验掌握传热膜系数α的测定方法，并分析影响α的因素。 2.掌握确定传热膜系数特征数关联式中的A 和指数m 、n 的方法；用图解法和线性回归法对αi 的实验数据进行整理，求关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。 3.通过对管程内部插有螺旋形麻花铁的空气?水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其特征数关联式Nu ’=BR e m 中常数B 、m 的值和强化比Nu ’/Nu ，了解强化传热基本理论和基本方式。 4..测定5~6个不同流速下套管换热器的管内压降p Δ。并在同一坐标系下绘制普通管ΔP 1~Nu 与强化管ΔP 2~Nu 的关系曲线。比较实验结果。 5.学会测温热电偶的工作原理和使用方法。 二、 基本原理 1.套管式换热膜系数的测定 对流传热的核心问题是求传热膜系数α，当流体无相变化时对流传热特征数关联式一般形式为： Nu=ARe m Pr n Gr p ……① 对强制湍流，Gr 数可以忽略，Nu=ARe m Pr n 。 ……② 本实验中可以使用图解法和最小二乘法两种方法计算特征数关联式中的指数m 、n 和系数A 。 用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同的变量Re 和Pr 分别回归。为了便于掌握这类方程的关联方法，可以取n =0.4（本实验中流体被加热）。这样就简化成单变量方程。两边取对数，得到直线方程：Re m A Pr Nu lg lg 0.4lg +=……③ 在双对数坐标系中作图，找出直线斜率，即为方程的指数m 。在直线上任取一点的函数值代入方程中得到系数A ，即：m Re Pr Nu A 0.4= ……④ 用图解法根据实验点确定直线位置，有一定的人为因性。而用最小二乘法回归，可以得到最佳的关联结果。应用计算机对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A 、m 、n ，可以看出对方程的关联，首先要有Nu 、Re 、Pr 的数据组。 雷诺数：μdu ρRe =努塞尔数：λ d αNu 1=普兰特数：λμp c Pr = 式中d ?换热器内管内经，m α1?空气传热膜系数，W/m 2?℃ρ?空气密度，kg/m 3 λ?空气导热率，W/m ?℃μ?空气粘度，J/kg ?℃

实验七 蒸汽-水总传热系数K的测定

实验七 蒸汽－水总传热系数K 的测定 一、实验目的 1、掌握传热系数K 的测定原理； 2、掌握传热系数K 的测定方法及数据处理。 二、实验原理 根据传热基本方程，已知传热设备的结构尺寸，只要测得传热速度Q ，以及各有关的温度，即可算出K （W/(m 2·℃)）。 K= m t A Q ?。 式中，A ——传热面积，m 2； △t m ——冷、热流体的平均温差，℃； Q ——传热速率，W 。 Q=W 汽r 。 式中，W 汽——冷凝液流量，kg/s ； r ——冷凝液潜热，J/kg 。 2 1 ln 1 221ln )2()1(t T t T t t t T t T t T t T m t ---=-----=? A=πl d 外。 三、实验装置及流程 实验装置主体设备为“三根管”：汽-水套管、裸管和保温管。这“三根管”与加热器、汽包、测温计等组成整个测试系统，见图7-1。 加热器3将水加热成为水蒸汽后，水蒸汽进入到汔包5中，阀11排除不凝气。水蒸汽分别在保温管、裸管和套管冷凝传热，用量筒和秒表记录冷凝量和时间。在套管中，水经过高位槽由转子流量计计量后进入套管换热器壳层。本试验使用蒸气—水套管测定K 值，观察收集汽—水套管数据。 设备结构尺寸如下： （1）汽-水套管：d 外=16mm 的紫铜管； （2）管长l =0.6m 。

图7-1 实验装置流程示意图 ⑴放水阀⑵电加热器⑶蒸汽发生器⑷加水阀⑸汽包⑹保温层⑺保温测试管⑻收集瓶 ⑼放水阀⑽裸管测试管⑾放汽阀⑿套管换热器⒀截止阀⒁高位槽⒂溢流口 四、实验步骤及注意事项 1、熟悉设备流程，检查各阀门的开关情况，排放汽包中的冷凝水； 2、打开加热器进水阀，加水至液面计高度的2/3； 3、将电热棒接上电源，并将调压器从0调至220V，待有蒸气后，再将调压器电压调低（160V-180V）； 4、打开套管换热器冷却水进口阀，调节冷却水流量为某一值，一般5～10L/h； 5、待传热过程达稳定后，分别测量单位时间的冷凝液量、汽温和水温； 6、分别记录下表1＃、2＃、3＃、4#、5#对应的温度为套管换热器进水温度t1、套管内壁温T w、套管外壁温度t w、出水温度t2、套管换热器收集瓶冷凝水温度T以及上表5汽包温度、上表6釜温； 7、实验结束，切断加热电源，关闭冷却水阀。 (三)注意事项 1、实验中注意观察锅炉或加热器水位，使液面不低于其1/2高度； 2、注意系统不凝气及冷凝水的排放情况； 3、加热器水位靠冷凝回水维持，应保证冷凝回水畅通。 五、数据记录表 2

空气水蒸气对流传热膜

实验四.空气-水蒸气对流传热膜 系数的测定 一、实验目的 1、掌握对流传热膜系数αi的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。 2、应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe m Pr0.4中常数A、m的值。并与教材中相应公式进行比较。 3、掌握热电偶测量壁面温度的方法，了解计算机操作及其应用。 二、实验装置 1.实验流程 1-液位计； 2-储水罐； 3-排水阀； 4-蒸汽发生器； 5-强化套管蒸汽进口阀； 6-光滑套管蒸汽进口阀； 7-光滑套管换热器； 8-内插有螺旋线圈的强化套管换热器； 9-光滑套管蒸汽出口；10-强化套管蒸汽出口；11-光滑套管空气进口阀；12-强化套管空气进口阀；13-孔板流量计；14-空气旁路调节阀；15-旋涡气泵 16-蒸汽冷凝器 空气-水蒸气对流传热膜系数测定装置流程示意图

装置流程见空气-水蒸气对流传热膜系数测定装置流程示意图。由风机送入风管的冷空气经调节阀调节流量后由孔板流量计测定空气的压力、由Pt100铂电阻温度计测量空气的温度T1后进入套管换热器的内管，被套管环隙的水蒸气加热到T2排出。循环水槽中的水经蒸汽发生器被加热汽化后其饱和蒸汽进入套管环隙与内管中的空气进行对流传热，在换热器蒸汽出口部位安装有数字温度巡检仪（热电偶为铜─康铜)测定管外壁面平均温度w( ℃ )。从换热器出来的蒸汽进入蒸汽冷凝器，使蒸汽冷凝后重新回到循环水槽。 系统内空气流量用孔板流量计测量，利用压力传感器将孔板两端的压差转换成电信号，送入A/D板，即把毫伏值转换成数字信号，进入计算机系统。管壁温度由埋设在换热器二端的铜---康铜热电偶测定，并将测得的电动势经A/D板、转换进入计算机系统。 计算机控制系统为文件管理、视窗操作、仪表操作、操作面板、动态显示等五个部分：文件管理：与文件相关的操作和管理功能，包括文件数据的存盘，打印及系统退出。视窗操作有四方面内容a、流程操作：计算机显示实验装置和采样点数据，用鼠标点击可执行对流程的操作和实验数据的采取。B、仪表操作：计算机以仪表盘方式动态显示实验数据采样点和实验装置中的各数据变化。C、操作面板：实现温度控制和传热过程控制，控制方式有两种，自动控制和手动控制。D、动态显示：显示出温度控制和传热过程控制的动态曲线的数据；数据管理：实验数据的原始记录和显示，以及数据处理结果的显示和曲线的绘制。系统参数设置：实验者不允许使用。帮助系统：提供了有关软件和实验操作的使用说明。 2、实验设备主要技术参数： (1) 传热管参数: 表一实验装置结构参数 三、原理和方法 a的测定。 （一）、圆形直管内空气强制对流传热膜系数 1 本实验系水蒸气－－空气在套管换热器中进行对流的换热过程。 根据牛顿冷却定律：

对流传热系数的测定

对流传热系数的测定 北京理工大学化学学院董女青1120102745 一、实验目的 1、掌握对流传热系数的测定方法，测定空气在圆形直管内的强制对流传热系数, 验证准数关联式。 2、了解套管换热器的结构及操作，掌握强化传热的途径。 3、学习热电偶测量温度的方法。 二.实验原理 冷热流体在间壁两侧换热时，传热基本方程及热衡算方程为： Q = KAAtm = m^Cp (t入一t出) 换热器的总传热系数可表示为： 1 1 b 1 —------- 1 ---- 1 ---- K a ：入a 0 式中：Q—换热量，J/s K—总传热系数，J/(m' s) A—换热面积，m： At m-平均温度差，°C Cp—比热，J/ (kg ? K) nu—质量流量，kg/s b—换热器壁厚，m a i、a o—内、外流体对流传热系数，J/(m? ? s) 依据牛顿冷却定律，管外蒸汽冷凝，管内空气被加热，换热最亦可表示为： Q = a jAj(t w - t) = a 0A0 (T — T w) 式中:t w.凡一管内(冷侧)、管外(热侧)壁温， t、T-管内(冷侧)、管外(热侧)流体温度 测定空气流量、进出口温度、套管换热面积，并测定蒸汽侧套管壁温，由于管壁导热系数较大且管壁较薄，管内壁温与外壁温近似柑等，根据上述数据即可得到管内对流传热系数，由丁?换热器总传热系数近似等丁?关内对流传热系数，所以亦可得到套管换热器的总传热系数。 流体在圆形直管强制对流时满足下述准数关联式： Nu = O.O237?e°-8Pr0-33 式中：Nu-努塞尔特准数，Nu=^,无因次 Re—雷诺准数，Re = ^,无因次 P L普兰特准数，Pr =耳,无因次 测定不冋流速条件下的对流传热系数，在双对数坐标屮标绘加he关系得到一条直线，直线斜率应为0. &

实验三传热系数K和给热系数α的测定解答

实验三 传热系数K 和给热系数α的测定 一、 实验目的 1. 了解间壁式传热元件和给热系数测定的实验组织方法； 2. 学会给热系数测定的试验数据处理方法； 3. 了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。 二、实验原理 在工业生产中，间壁式换热器是经常使用的换热设备。热流体借助于传热壁面，将热量传递给冷热体，以满足生产工艺的要求。影响换热器传热速率的参数有传热面积、平均温度差和传热系数三要素。为了合理选用或设计换热器，应对其性能有充分的了解。除了查阅文献外，换热器性能实测是重要的途径之一。传热系数是度量换热器性能的重要指标。为了提高能量的利用率，提高换热器的传热系数以强化传热过程，在生产实践中是经常遇到的问题。 在热流体对固体壁面的对流给热，固体壁面的热传导和固体对冷流体的对流给热三个传热过程中，所涉及的热量衡算为： 1212() ()()()h h w c c w m w w Q KA T t Q A T t Q A t t A Q t t ααλδ =-=-=-=- 1122111w w w w h h m c c T t t t t t T t Q A A A KA δαλα----= === 1 h h m c c K A A A A A A δαλα= ++ 在所考虑的这个传热过程忠，所涉及的参数共有13个，采用因次分析方法 ：π=13-4=9 个无因次数群。 该方法的基本处理过程是将研究的对象分解成两个或多个子过程 。即： 12(,)K f αα≈ 分别对α1、α2进行研究： 1111111(,,,,,)p f d u c αρμλ= 无因次处理得：

0(,)Re Pr p b c c d du f Nu a μ αρλμλ =→= 1）传热系数K 的实验测定 热量衡算式和传热速率方程式 热量衡算式： 21()c c pc Q q c t t ρ=- 传热速率式： m Q KA t =? 其中： 12211221 ()() ln m T t T t t T t T t ---?= -- 两式联立，得： 21() c c pc m q c t t K A t ρ-= ? 2）给热系数α的实验测定 热量衡算式和传热速率方程式 热量衡算式： 21()c c pc Q q c t t ρ=- 传热速率式： c mc Q A t α=? 其中： 2121 ()() ln w w mc w w t t t t t t t t t ---?= --下上上下 两式联立，得： 21() c c pc c mc q c t t A t ρα-= ? 三、实验组织方法 qc----空气流量计1个； t1、 t2 -----冷流体进、出口温度计2个；

实验八 蒸汽-空气总传热系数K的测定

实验七 蒸汽－空气总传热系数K 的测定 一、实验目的 1、掌握传热系数K 的测定原理； 2、掌握传热系数K 的测定方法及数据处理。 二、实验原理 根据传热基本方程，已知传热设备的结构尺寸，只要测得传热速度Q ，以及各有关的温度，即可算出K （W/(m 2·℃)）。 K= m t A Q ?。 式中，A ——传热面积，m 2； △t m ——冷、热流体的平均温差，℃； Q ——传热速率，W 。 Q=W 汽r 。 式中，W 汽——冷凝液流量，kg/s ； r ——冷凝液潜热，J/kg 。 2 1 ln 1 221ln )2()1(t T t T t t t T t T t T t T m t ---=-----=? A=πl d 外。 三、实验装置及流程 实验装置主体设备为“三根管”：汽-水套管、裸管和保温管。这“三根管”与加热器、汽包、测温计等组成整个测试系统，见图7-1。 加热器3将水加热成为水蒸汽后，水蒸汽进入到汔包5中，阀11排除不凝气。水蒸汽分别在保温管、裸管和套管冷凝传热，用量筒和秒表记录冷凝量和时间。在套管中，水经过高位槽由转子流量计计量后进入套管换热器壳层。本试验使用蒸气—水套管测定K 值，观察收集汽—水套管数据。 设备结构尺寸如下： （1）汽-水套管：d 外=16mm 的紫铜管； （2）管长l =0.6m 。

图7-1 实验装置流程示意图 ⑴放水阀⑵电加热器⑶蒸汽发生器⑷加水阀⑸汽包⑹保温层⑺保温测试管⑻收集瓶 ⑼放水阀⑽裸管测试管⑾放汽阀⑿套管换热器⒀截止阀⒁高位槽⒂溢流口 四、实验步骤及注意事项 1、熟悉设备流程，检查各阀门的开关情况，排放汽包中的冷凝水； 2、打开加热器进水阀，加水至液面计高度的2/3； 3、将电热棒接上电源，并将调压器从0调至220V，待有蒸气后，再将调压器电压调低（160V-180V）； 4、打开套管换热器冷却水进口阀，调节冷却水流量为某一值，一般5～10L/h； 5、待传热过程达稳定后，分别测量单位时间的冷凝液量、汽温和水温； 6、分别记录下表1＃、2＃、3＃、4#、5#对应的温度为套管换热器进水温度t1、套管内壁温T w、套管外壁温度t w、出水温度t2、套管换热器收集瓶冷凝水温度T以及上表5汽包温度、上表6釜温； 7、实验结束，切断加热电源，关闭冷却水阀。 (三)注意事项 1、实验中注意观察锅炉或加热器水位，使液面不低于其1/2高度； 2、注意系统不凝气及冷凝水的排放情况； 3、加热器水位靠冷凝回水维持，应保证冷凝回水畅通。 五、数据记录表 2

空气-蒸汽给热系数测定实验 实验报告

浙江科技学院 实验报告 化工原理课程名称： 学院： 专业班： 姓名： 学号： 同组人员： 实验时间：年月日 指导教师：

一、实验课程名称：化工原理 二、实验项目名称：空气－蒸汽对流给热系数测定 三、实验目的和要求： 1、 了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。 2、 掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。 3、 学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解影响给热系数的因素和强化传热的途 径。 四、实验内容和原理 实验内容：测定不同空气流量下进出口端的相关温度，计算α，关联出相关系数。 实验原理：在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，称为间壁式换热。如图(4－1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热， 固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。 达到传热稳定时，有 ()()()()m m W M W p p t KA t t A T T A t t c m T T c m Q ?=-=-=-=-=221112222111αα （4－1） 热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算， ()()() 2 2112211ln W W W W m W T T T T T T T T T T -----=- （4－2） 式中：T W 1 －热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃；T W 2 －热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。 固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（4—3）计算， ()()() 2 2112211ln t t t t t t t t t t W W W W m W -----=- （4－3） 式中：t W 1 － 冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，℃；t W 2 － 冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，℃。 热、冷流体间的对数平均温差可由式（4—4）计算， T t 图4－1间壁式传热过程示意图

空气-水蒸气对流给热系数测定实验报告.doc

一．实验课程名称 化工原理 二．实验项目名称 空气－蒸汽对流给热系数测定 三、实验目的和要求 1、了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。 2、掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。 3、学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。 四．实验内容和原理 实验内容：测定不同空气流量下进出口端的相关温度，计算α，关联出相关系数。 实验原理：在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，称为间壁式换热。如图(4－1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热， 固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。 达到传热稳定时，有 ()()()()m m W M W p p t KA t t A T T A t t c m T T c m Q ?=-=-=-=-=221112222111αα （4－1） 热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算， ()()() 2 211 2211ln W W W W m W T T T T T T T T T T -----= - （4－2） 式中：T W 1 －热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃；T W 2 －热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。 固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（4—3）计算， ()()() 2 21 12211ln t t t t t t t t t t W W W W m W -----= - （4－3） T t 图4－1间壁式传热过程示意图

式中：t W 1 － 冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，℃；t W 2 － 冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，℃。 热、冷流体间的对数平均温差可由式（4—4）计算， ()() 1 221 1221m t T t T ln t T t T t -----= ? （4－4） 当在套管式间壁换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以冷空气或水进行对流传热系数测定实验时，则由式（4－1）得内管内壁面与冷空气或水的对流传热系数， ()()M W p t t A t t c m --= 212222α （4－5） 实验中测定紫铜管的壁温t w1、t w2；冷空气或水的进出口温度t 1、t 2；实验用紫铜管的长度l 、内径d 2，l d A 22π=；和冷流体的质量流量，即可计算α2。 然而，直接测量固体壁面的温度，尤其管内壁的温度，实验技术难度大，而且所测得的数据准确性差，带来较大的实验误差。因此，通过测量相对较易测定的冷热流体温度来间接推算流体与固体壁面间的对流给热系数就成为人们广泛采用的一种实验研究手段。 由式（4－1）得， ()m p t A t t c m K ?-= 1222 （4－6） 实验测定2m 、2121T T t t 、、、、并查取()212 1 t t t +=平均下冷流体对应的2p c 、换热面积A ，即可由上式计算得总给热系数K 。 1． 近似法求算对流给热系数2α 以管内壁面积为基准的总给热系数与对流给热系数间的关系为， 1 121212221 1d d d d R d bd R K S m S αλα++++= （4－7） 用本装置进行实验时，管内冷流体与管壁间的对流给热系数约为几十到几百K m W .2 ；而管外为蒸汽冷凝，冷凝给热系数1α可达~K m W .102 4 左右，因此冷凝传热热阻1 12 d d α可忽略，同时蒸汽冷凝较为清洁，因此换热管外侧的污垢热阻1 21 d d R S 也可忽略。实验中的传热元件材料采用紫铜，导热系数为383.8K m W ?，壁厚为2.5mm ，因此 换热管壁的导热热阻m d bd λ2可忽略。若换热管内侧的污垢热阻2S R 也忽略不计，则由式（4－7）得， K ≈2α （4－8）

空气对流传热实验报告准数

空气对流传热实验报告准数 篇一：传热实验指导 实验一传热实验 一、实验目的 1、学习总传热系数及对流传热系数的测定方法； 2、利用测定的对流传热系数，检验通用的给热准数关联式； 3、应用传热学的概念和原理去分析强化传热过程等问题。 二、实验任务 测定空气在圆形光滑直管中作湍流流动时对流传热准数关联式。 三、实验原理 1、无相变时，流体在圆形直管中强制对流时的给热系数（亦称对流传热系数）的关联式为 （1） Nu? ?d? 对空气而言，在较大的温度和压力范围内Pr准数实际上保持不变，取Pr=0.7。因流体被加热，故取b＝0.4，Prb为一常数，则上式可简化为： （ 将上式两边取对数得：

）（2） (3) 上式中 ～ 作图为一直线。实验中改变空气的流速以改变值，同时根据牛顿冷 却定律求出不同流速下的给热系数a ，得出数Nu和数Re之间的函数关系，由式（3）确定出式中的系数A与指数a。 2、根据传热速率方程： Q?KS?tm 当管壁很薄时，可近似当成平壁处理。且由于管壁材料为黄铜，导热系数大，可以忽略管壁传导热阻。又因为在该传热实验中，空气走内管，蒸气走外管。?《i?o因此，对流传热系数?i≈K。 ?i? Q?tm?Si （4） 式中：?i—管内流体对流传热系数，W/(m2?℃)； Q—管内传热速率，W； Si—管内换热面积，m2； ?tm—内壁面与流体间的温差，℃。 3、在套管换热器中传热达稳定后，根据牛顿冷却定律和热衡算式有如下的关系： Q?WmCpm(t2?t1)（6）其中

质量流量由下式求得： Vm?m3600 Wm? 式中：Q：传热速率, W；Vm：空气的体积流量, m3/s； ρm：空气的密度, kg/m3； ：空气的平均比热, J/kg×℃； t1：空气的进口温度, ℃；t2：空气的出口温度, ℃；Δtm：内管管壁与空气温差的对数平均值 （5） 式中T 为内管管壁的温度, ℃。 t1，t2 —空气的入口、出口温度，℃； 管内换热面积： S??diLi （7）式中：di—内管管内径，m； Li—传热管测量段的实际长度，m。 3、对流传热系数?i的测定 在该传热实验中，空气走内管，蒸气走外管。 对流传热系数?i可以根据牛顿冷却定律，用实验来测定?i? Vm?mCpm(t2?t1) ?tm?S （6） Cpm和?m可根据定性温度tm