换热器传热系数测定汇总学习资料
换热器热计算基础..
对于左侧对流换热 对于壁的导热
A1h1 tf1tw1
tf1tw1 1
t w 1 t w2
A1h1
A1
对于肋侧对流换热 A 2 h 2 t w 2 t f 2 A 2 h 2 t w 2 t f 2
根据肋片效率的定义式
f
A 2 h2tw 2tf2 A 2 h2tw 2tf2
2一种流体为单程，另一种流体以串联形式 与前一种流体多次交叉，其总趋势为顺 流。
3对其它流型平均温压的讨论，P18
五、加权平均温压
加权平均温压，P31
换热器的无因次量及其函数关系
在设•计性计算时(含校核性计算)，其基本方程为： 传热方程式：Q=KF△tm=KFf(t1’,t1’’,t2’,t2’’) 热平衡方程式Q=W1(t1’－t1’’)=W2(t2’－t2’’) 共有7个量KF W1、W2、t1’、t1’’、 t2’、t2’’、，给出5 个量才能进行计算。 对设计性计算可采用上述温差法，对校核性计算应 采用本节的无因次法比较方便。
式表示的温差修正曲线绘于图7-5(a)、(b) 和 (c)中。
折流
• 折流：一流体沿一个方向流动，另一流 体反复改变方向称为简单折流。
• 若两流体均作折流，既有折流，又有错 流，称为复杂折流。
简单折流
•<1－2>型先逆后顺折流的平均温压
• <1－2>型先逆后顺折流的平均温压tmtm
=f(R,P)
1
Rh1
d1lh 1
tw1 tw2
1 ln d 2
2 l d1
tw1 tw2 R
d2lh2tw2tf2
tw2tf2tw2tf2
1
Rh2
d2lh2
换热器传热系数测定实验
换热器传热系数测定实验一.实验目的1.熟悉换热器性能的测试方法；2.了解不同结构换热器的结构特点以及性能差别；3.加深对换热器顺流、交叉流和逆流等流动方式时流体温度变化、换热能力的差别。
二.实验装置2.1实验装置的名称与组成实验装置名称：换热器综合试验台换热介质：热水－冷水实验装置的工作流程如图9.1所示。
1换热器2加热水箱3热水泵4流量计5冷水箱6冷水泵7转子流量计8换向阀门组9温度传感器图1 换热器综合试验台流程2.2 实验装置的用途换热器综合试验台主要用于各种间壁式液体－液体换热器的性能测试。
可测试的换热器型式为：壳管式换热器、套管式换热器、螺旋板式换热器、板式换热器、板翅式换热器等。
2.3 实验装置性能参数2.3.1 换热器换热面积壳管式换热器： 1.05 m2套管式换热器：0.45 m2螺旋板式换热器：0.65 m22.3.2 热水泵允许最高水温：＜80 ℃ 电 机： 220 V 120 W 2.3.3 冷水泵允许最低水温：＞0 ℃ 电 机： 220 V 120 W 2.3.4 流量计型 式：LZB 玻璃转子流量计 公称通径：10mm 测量范围：(4.44～44.4×10) m 3/s (16～160 l/h) 误 差： 台 数： 2 2.3.5 温度显示控制仪型 号： XTMD 传感器分度号：Cu50 测量范围： －50～99.9 ℃ 误 差： 0.5 ℃ 台 数： 2 2.3.6 电加热器功 率：7.5 kW三.实验原理由图 9.1，热流体的放热量： Q 1＝V h ρh C ph (t h1－t h2) (W) (9.1) 式中：V h －热流体的体积流量(m 3/s)； ρh －热流体的密度(kg/m 3)；C ph －热流体的定压比热容[J/(kg.℃)]； t h1 －热流体进入换热器时的温度(℃)； t h2 －热流体流出换热器时的温度(℃)。
冷流体的吸热量：Q 2＝V l ρl C pl (t l2－t l1) (W) (9.2)式中：V l －冷流体的质量体积流量(m 3/s)； ρl －冷流体的密度(kg/m 3)；C pl －冷流体的定压比热容[J/(kg.℃)]； t l2 －冷流体流出换热器时的温度(℃)； t l1 －冷流体进入换热器时的温度(℃)。
换热器的传热系数K汇总
换热器的传热系数K汇总介质不同，传热系数各不相同我们公司的经验是：1、汽水换热：过热部分为800~1000W/m2.℃饱和部分是按照公式K=2093+786V(V是管内流速）含污垢系数0.0003。
水水换热为：K=767(1+V1+V2)(V1是管内流速，V2水壳程流速）含污垢系数0.0003实际运行还少有保守。
有余量约10%冷流体热流体总传热系数K，W/(m2.℃)水水850～1700水气体17～280水有机溶剂280～850水轻油340～910水重油60～280有机溶剂有机溶剂115～340水水蒸气冷凝1420～4250气体水蒸气冷凝30～300水低沸点烃类冷凝455～1140水沸腾水蒸气冷凝2000～4250轻油沸腾水蒸气冷凝455～1020不同的流速、粘度和成垢物质会有不同的传热系数。
K值通常在1800~2200W/m2·℃范围内。
列管换热器的传热系数不宜选太高，一般在800-1000 W/m2·℃。
螺旋板式换热器的总传热系数（水—水）通常在1000~2000W/m2·℃范围内。
板式换热器的总传热系数（水（汽）—水）通常在3000~5000W/m2·℃范围内。
1．流体流径的选择哪种流体流经换热器的管程，哪种流体流经壳程，以下各点可供选择时参考(以牢固管板式换热器为例)(1)不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于洗濯管子。
(2)腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。
(3)压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。
(4)饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。
(5)被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。
(6)需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。
(7)粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)2下即可达到湍流，以提高对流传热系数。
[精品文档]套管换热器传热系数的测定
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实验六 套管换热器传热系数的测定一、实验目的测定套管换热器中用水蒸汽加热空气的总传热系数并确定传热准数方程式m e u CR N =中的系数C 和指数m 。
二、基本原理⒈根据传热速率方程式，确定总传热系数：m t KA Q ∆=或m t A Q K ∆=式中：Q ——传热速率，W ；K ——总传热系数，W/(m 2·K)； A ——传热面积，m 2；m t ∆——对数平均温差，℃。
⑴传热速率由冷流体带走的热量求出：)(122t t C m Q P S -=式中：m S2——冷流体的质量流量，kg/s ；C P -——冷流体比热，J/(kg ·K)； t 1、t 2——冷流体进出口温度，℃。
⑵对数平均温差可按下式计算：)ln(2121t t t t t m ∆∆∆-∆=∆式中：11t T t -=∆，22t T t -=∆T ——蒸汽温度，℃。
⒉气体在圆形直管内流动时传热系数的准数关联式可写成下列函数关系：)Pr,(Re,Gr f Nu =对一定种类的气体来说，在很大的温度和压强范围内Pr 数值实际保持不变，气体在管内强制流动下Gr 也可忽略不计，因此上式可简化为：m e u CR N =本实验目的之一，即学习用实验方法测定空气在圆形直管内作强制流动时的对流传热系数，通过对数据的处理，确定上式中的系数C 和指数m 。
本实验设备不能测定管壁温度，因此不能直接确定空气的传热膜系数，由下式可知：o o im i i id d d bd K αλα++=111当管壁外侧热阻和管壁热阻m id bd λ都很小（αo >>αI ）时，总传热系数K I 与管内冷流体的传热膜系数α可近似相等，即i i K α≈，由此即可确定u N （λαii u d N =）。
三、实验装置实验装置流程如附图所示，空气由 一台小型离心式鼓风机供应，经孔板流量计送入内管，套管环隙空间通入水蒸汽由电热式蒸汽发生器供应。
换热器的操作和传热系数的测定
换热器的操作和传热系数的测定一、实验目的(1)了解换热器的结构;(2)掌握换热器主要性能指标的标定方法；(3)学会换热器的操作方法。
二、基本原理在工业生产中换热器是一种经常使用的换热设备。
它是由许多个传热元件（如列管换热器的管束）组成。
冷、热流体借助于换热器中的传热元件进行热量交换而达到加热或冷却任务。
由于传热元件的结构形式繁多，由此构成的各种换热器之间的性能差异颇大。
为了合理的选用或设计换热器，对它们的性能应该要充分的了解。
除了文献资料外，实验测定换热器的性能是重要途径之一。
换热器是一种节能设备，它既能回收热能，又需消耗机械能。
因此，度量一个换热器性能好坏的标准是换热器的传热系数K和流体通过换热器的阻力损失Δp。
前者反映了回收热量的能力，后者是消耗机械能的标志。
因此，在组织换热器的性能测定时，需要安排上述两方面的内容。
（1）传热系数K对于不变相的液-液换热系统，由热量衡算可知：Qℎ=Q c+Q损(4-43)Qℎ=Gℎc pℎ(T进−T出)(4-44)Q c=G c c pℎ(t出−t进)(4-45)若实验装置保温良好，Q损可忽略不计，则Qℎ=Q c=Q(4-46) 由于实验过程中存在随机误差，一般情况下式4-46并不成立、换热器的传热量为Q=Qℎ+Q c2(4-47) 换热器的操作优劣以操作平衡度η度量，即η=Q−QℎQ×100(4-48) 由传热速率方程式知：Q=KA∆t m(4-49)式中：∆t m =ε∆t ∙∆t m 逆，∆t m 逆=T 进−t 出 − T 出−t 进lnT进−t 出T出−t进(4-50)K 为以冷流体侧的传热面为基准的传热系数K =11αc +δλA c A m +A c αℎA ℎ(4-51)或K =f (G e ,G ℎ)(4-52)符号说明：K 传热系数α流体的给热系数 A 换热器的传热面积 G 流体的质量流量 c p 流体的恒压热容 T 热流体温度 t 冷流体温度 ∆t 传热温度差ε∆t 传热平均温差的修正系数，全逆流时ε∆t =1。
换热器传热系数测定
强化内管内插物(螺旋线圈）尺寸
丝径h(mm)
1
截距H(mm）
40
加热釜
操作电压
≤200V
操作电流
≤10A
3页
（三）、空气流量测量
空气流量测量由孔板流量计测量，由以下公式计算：
（m3/h） （5 12）
（m3/h） （5 13）
（m3/h） （5 14）
式中，V—空气实际流量，m3/h； Vt1—入口温度下的空气体积流量，m3/h；
化工实验报告
姓名：学号：报告成绩：
课程名称
化工原理实验
实验名称
换热器传热系数的测定实验
班级名称
组 长
同组者
指导教师
实验日期
教师对报告的校正意见
一、 实验目的
1、了解传气—汽对流热的基本理论，掌握套管换热器的操作方法。
2、掌握对流传热系数 α i 测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。
3、应用线性回归分析方法，确定关联式 中常数 A、m 的值。
（5 11）
式中S0-传热管外表面传热面积，m2。因为本实验中αi<<α0(αi、α0分别为管内，外壁传热系数)，故传热管内的对流传热系数αi≈冷热流体间的总传热系数K0。
4、实验装置
(一）实验装置流程图
（2）设备参数
实验内管内径d1(mm)
实验内管外径d2(mm)
实验外管内径D1(mm)
实验外管外径D2(mm)
4、接通电源总开关，设定加热电压185V，启动电加热器开关，开始加热。
（二）实验过程
1、一段时间后水沸腾，观察蒸汽排出口有恒量蒸汽排出，标志着实验可以开始。
2、约加热10ming后，可提前启动鼓风机，保证开始时空气入口温度t1比较稳定。
实验换热器传热系数的测定
一、实验目的 二、根本原理和换热器构造原理 三、设备参数 四、实验步骤 五、实验报告要求 六、思考题
中北大学化工原理课程组
实验目的
1、了解换热器的根本构造与操作原理； 2、学习传热系数K与对流传热系数α的测定 方法； 3、学习如何运用实验的方法求出描述过程规 律的经历公式，检验通用的传热膜系数准数方程； 4、了解影响给热系数的因素和强化传热的途 径。
膜系数α值。进而算得Nu准数值。牛顿冷却定律：
QAtm
中北大学化工原理课程组
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：
Q W c p t2 t 1 /3 6 V 0 c p t2 0 t 1 /36
V——空气流量 (m3/h) 2、换热套管： 套管外管为玻璃管，内管为黄铜管。 套管有效长度：1.25m，内管内径：0.022m
中北大学化工原理课程组
实验步骤
1、翻开进水阀门，使水量维持在一定数值。 2、全开风机旁通阀，接通风机电源，再关小旁通阀， 使空气流量适当。
3、接通加热器电源，加热空气到90～100℃。
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根本原理
在工业生产中，要实现热量的交换，须采用 一定的设备，此种交换的设备称为换热器。
化工生产中所指的换热器，常指间壁式换热 器，它利用金属壁将冷、热两种流体间隔开，热 流体将热传到壁面的另一侧〔对流传热〕，通过 坚壁内的热传递再由间壁的另一侧将热传递给冷 流体。从而使热流体物流被冷却，冷流体被加热， 满足化工生产中对冷物流或热物流温度的控制要 求。
4、维持水及空气流量不变，改变空气进口温度3～4次。 每次测量需待热空气进口温度在一定时间〔约10分钟〕根 本不变时，方可读取有关数据。
换热器传热系数测定汇总情况
化 工 实 验 报 告姓名： 学号： 报告成绩： 课程名称 化工原理实验 实验名称换热器传热系数的测定实验 班级名称 组 长同组者指导教师实验日期教师对报告的校正意见一、 实验目的1、了解传气—汽对流热的基本理论，掌握套管换热器的操作方法。
2、掌握对流传热系数 α i 测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。
3、应用线性回归分析方法，确定关联式 4.0Pr Re i m A Nu = 中常数 A 、m 的值。
4、了解强化换热的基本方式，确定传热强化比 0/Nu Nu 。
二、 实验内容与要求1、测定不同空气流速下普通套管换热器的对流传热系数 α i 。
2、不同空气流速下强化套管换热器的对流传热系数 α i 。
3、分别求普通管、强化管换热器准数关联式4.0Pr Re i m A Nu =中常数 A 、m 的值。
4、根据准数关联式4.0Pr Re i m A Nu =,计算同一流量下的传热强化比 0/Nu Nu 。
5、分别求取普通套管换热器、强化套管换热器的总传热系数 0K 。
三、 实验原理1 、对流传热系数i α的测定： im ii S t Q ∆=α （51） 式中：i α—管内流体对流传热系数，w/（m 2·℃）； Q i —管内传热速率，w ； 3600tC V Q m p m i ∆⨯⨯⨯=ρ （52）式中：V —空气流过测量段上平均体积，m 3/h ； m P —测量段上空气的平均密度，kg/m ； i S —管内传热面积， m ；1 页Re Pr4.0-Num Cp —测量段上空气的平均比热，J/（kg.g ）；m t ∆—管内流体空气与管内壁面的平均温度差，℃。
()()2121m lnt t T t T t T t T S S w w -----=∆ （53）当 2>1t ∆ / 2t ∆ >0.5 时，可简化为 221t t T t W m +-=∆ （54） 式中：1t ，2t —冷流体（空气）的入口、出口温度，℃； Tw — 壁面平均温度，℃。
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换热器传热系数测定
汇总
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5 页
6 页。
53591094.164.402.0Re 5
=⨯⨯==
m m
m i i u d μ
ρ
其中管内平均流速u m ，由公式 (5-8) 求得：。
)/(64.436000003142.025
.53600s m F V u m m =⨯=⨯=
求普朗特准数Pr 。
由公式（5-9）求得：。
701.00278
.01094.11005Pr 5
=⨯⨯==
-m
m
pm i c λμ 7、求准数关联式4
.0Pr Re i m
i A Nu i =中的常数项A,m 。
计算：78.11701.022.10Pr Re Pr 4
.04.04.0===Nu A Nu m
以4.0Pr Nu
纵坐标，Re 为横坐标，在对数坐标上绘Re Pr 4.0-Nu 关系图，并进行回归公
式。
见图2
8、管内总传热系数53.11082949
.00.5706
.6100=⨯=∆=
S t Q K m i (w/m 2℃)
图2
Re Pr
4
.0-Nu
关系曲线图 7 页
8 页
9 页实验原始记录
10 页
图4-4 K—∆P关系曲线
表2 恒压过滤常数汇总表
曲线序号 1 2 3
过滤压
MPa
0.045 0.06 0.08
过滤常数斜率 12826 8605.1 7867.4 截距 2600.4 2210.7 1430.8 )
/
(2s
m
k 0.000156 0.000232 0.000254 )
/
(2
3
m
m
e
q 0.1593 0.2129 0.1382 )
(s
e
θ 162.67 195.37 75.19
8473
.0
10023
.0
2p
p
k
K s∆
=
∆
=-滤饼可压缩性指数
S=0.1527 特性参数
k=0.00125
页。