液液传热实验讲义
热在气体和液体中的传递
适量喝酒会有六大养生好处我们知道喝酒会增加肾的负担，还会有安全风险，那么，你是否知道喝酒也是有养生好处的呢？保健专家发现，适量喝酒会有六大养生好处，让你的体质得到更好保健，还可以防治疾病。
究竟，适量喝酒会有哪些养生好处？接下来，专家就从饮食健康的角度考虑，详细介绍了适量喝酒的好处。
1、降低有害胆固醇营养学家和医学家都曾对“法国悖论”迷惑不解：法国人明明吃那么多高饱和脂肪的食物，但他们患冠心病的概率却那么低。
这到底是为什么呢？后来，研究人员发现，“法国悖论”的产生主要归功于红葡萄酒。
红葡萄酒是法国人日常饮食中不可缺少的角色，它可以减少有害胆固醇，预防血栓，从而降低冠心病的患病率。
为了达到这样的效果，女人每天应该喝一杯葡萄酒（100-150毫升），而男人可以喝两杯（200-250毫升左右）。
2、激发大脑智能葡萄酒可以提高人体有益胆固醇的含量，从而让血液更通畅地流向大脑。
研究人员相信，适量饮酒或许可以扩大大脑的血管，提高血流量，抗击与痴呆症相关的有毒蛋白质。
另外，酒精可以让脑细胞产生可控性压力，从而帮助它们更好地处理可能导致痴呆症的强大压力。
3、控制体重实践已经证明，长期适量饮酒（男人每天2杯，女人1杯）之后，人体可以有效地代谢酒精，不会引起体重增加。
如果每周喝5-7杯酒，可以有效帮助减少吃零食和宵夜的次数，防止进食过量。
比如，一杯淡味啤酒就可以让你的肠胃产生饱足感，控制食欲，但又不会带来过高的卡路里。
4、预防胆结石胆结石的主要构成成分之一就是胆固醇。
葡萄酒中的抗氧化物可以提高人体（包括胆囊）里的有益胆固醇含量，减少有害胆固醇，从而预防胆结石的产生。
5、预防肿瘤红葡萄酒中的白藜芦醇具有强大的健康功效，可以预防脂肪积累，降低胰岛素抗性，预防糖尿病。
一些研究人员相信，白藜芦醇可以通过抑制肿瘤血管的生长来达到预防和治疗肿瘤的效果。
它甚至还可以通过阻隔雌性激素的生长效应来抑制乳腺癌细胞的生长。
6、预防糖尿病医学家希望人们记住，适量饮用的酒精饮料可以像其他食物那样给人体带来一定的健康效应。
液-液传热实验
六、实验数据与处理1. 套管换热器实验数据记录表（第1套）1233158.853.456.122,,,56.142.213.910985.148010472.9/m m m pm m m w m m T T T C T T T q Q Kg hρλμρ--++===∆=-=-==⨯=⨯⨯=现以第组数据计算相关参数定性温度℃都可根据定性温度查《化工原理》上册附录7，再进行差值计算得到。
℃()()()32223124144480100.295/2410472.9()4176.458.853.42962.2736002962.272355.410.024 1.213.9985.10.2950.024R ··13929.96e 5.0021023i i m pm i i i i m m i m i Q Q u m s A d Q q C T T WQ W m K N A T u d u d ππαπρμαλ-----⨯⨯====⨯=-=⨯⨯-====∆⨯⨯⨯⨯⨯=====⨯0.340.355.410.0245.00286.3220.65494176.4Pr 3.190.654986.322/Pr 6100.9503.19pm m m C Nu λμ-=⨯=====⨯⨯210028003500αiRe2.列管换热器实验数据记录表（第1套）m，m m pm m m 不重复计算。
()()()()()()12521211221211124360.9756.924.245.01105320 1.572/2183693164174.3856.945.19.6=28.956.924.2ln ln 4503.019.660240i i m pm m WT t T t t Q Q u m sA d Q T t q C T t t t P T T t T ππ-------∆==-⎛⎫⎛⎫- ⎪⨯⨯====⨯ ⎪-⎝⎭-⎝⎭-==-⨯⨯-=-==逆现以第组数据计算有关参℃数12210.219.60.1256.919.656.945.02.5924.219.6987.6 1.5720.006Re 17194.10.0005417ln 1=0.98894i T T R t t ud R Q K d ρμϕπ-=---===--⨯⨯===-==单壳程双管程换热器的温差校正系数可用下面的经验公式计算204360.971264.99/()40.008 1.228.6m W m K L t π==∆⨯⨯⨯KRe3. 求出关联式0.3Re Pr m Nu C C m =中常数、的值。
(化工原理实验)传热实验
系统漏热
实验操作误差
实验系统可能存在漏热现象，导致热量损 失，从而影响实验结果的准确性。
实验操作过程中的人为因素，如操作不规 范、记录数据不准确等，也可能引入误差 。
减小误差方法
选择高精度测量设备
使用高精度温度传感器和测量设备，提高温 度测量的准确性。
加强系统保温措施
对实验系统采取良好的保温措施，减少热量 损失，降低漏热对实验结果的影响。
确保实验装置密封良好，防止热量散 失；保持热流体和冷流体的流量稳定， 以获得准确的实验结果。
实验流程
启动加热器，使热流体循环流动；启动冷却 器，使冷流体循环流动；记录热流体和冷流 体的进出口温度；计算传热系数并分析结果 。
02
实验操作与步骤
实验准备工作
熟悉实验装置
了解传热实验装置的结构、 功能和使用方法，包括加 热器、冷却器、温度计、 流量计等。
冷却操作
在加热过程中，适时打开冷却 器对传热介质进行冷却，以控 制实验过程中的温度波动。
数据记录
在实验过程中，定时记录温度 、流量等关键参数的变化情况
。
数据记录与处理
数据整理
将实验过程中记录的数据进行整理， 包括温度、流量等参数的变化曲线和 数值表格。
数据分析
根据整理的数据，分析传热实验过程 中的传热效率、热损失等关键指标。
准备实验材料
根据实验要求准备所需的 传热介质（如水、油等） 和实验样品。
检查实验设备
确保实验设备的完好和正 常运行，如检查加热器的 加热功率、冷却器的冷却 效果等。
实验操作过程
安装实验装置
按照实验要求正确安装传热实验装置 ，包括加热器、冷却器、温度计、流
量计等，确保装置密封良好。
第五章 传热142页PPT
Q t1 t4 t4 t0
3
bi iA
i1
1 A
t1tLeabharlann t03 bii1
iA
1 A
总推动力 总热阻
牛顿冷Q 却 A 定 t4 律 t0：
《化工原理》电子教案/第五章
Q
t0
t4
11
四、一维圆筒壁稳态热传导
1、无限长单层圆筒壁一维稳态导热（无内热源） 特点：属一维导热，A常数， Q为常数， q常数
目录
第三节 对流传热
一、实验法求 二、各种情形下的经验式
（一）无相变 1、管内层流 2、管内湍流 3、管外强制对流 4、自然对流
（二）有相变 1、冷凝 2、沸腾
对流传热系数小结
的数量级
1
化工原理》电子教案/目录
目录
第四节 间壁式换热器的传热
一、换热器简介 二、间壁式换热器的传热过程分析 三、间壁式换热器的传热过程计算
0
r
bi i Ami
i1
教材更正：
b1 b2 b3
P141例5-4中每米管长的热损失计算式左边应
为Q，不应为Q/L，单位应为W，不应为W/m。
15
《化工原理》电子教案/第五章
四、一维圆筒壁稳态热传导
思考2： 气温下降，应添加衣服，应把保暖性好的衣服穿在里面好，还是穿在
层流流动的物质内部
机理： 气体---靠分子或原子的无规则若运动；
固体---金属靠自由电子，非金属靠晶格的震动 液体---两种观点（见教材）
热量入
管内层流
❖对流传热
自 然 对 流 强 制 对 流
发 生 在流 体内 部 流体有宏观位移
牛顿冷 Q 却 A 定 t1t律 2 ：
液体中的热传递实验报告
一、实验目的1. 了解液体中热传递的基本原理和规律；2. 通过实验观察液体中热传递的现象，验证热传递的规律；3. 掌握液体中热传递实验的基本操作和数据处理方法。
二、实验原理热传递是热量从高温物体传递到低温物体的过程，其方式有三种：传导、对流和辐射。
本实验主要研究液体中的热传递，即通过传导和对流的方式。
传导：热量通过物质内部微观粒子的碰撞和振动传递，主要发生在固体和液体中。
本实验中，热量通过液体内部的微观粒子传递，使液体温度发生变化。
对流：热量通过流体（气体或液体）的流动传递，主要发生在流体中。
本实验中，热量通过液体流动传递，使液体温度发生变化。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：温度计、秒表、加热器、试管、烧杯、搅拌器、热源（如酒精灯）；2. 实验材料：水、盐水、食用油。
四、实验步骤1. 准备实验器材，将水、盐水、食用油分别倒入试管、烧杯中，记录初始温度；2. 使用加热器加热水、盐水、食用油，同时使用搅拌器搅拌，观察温度变化；3. 记录不同时间点的温度，计算温度变化速率；4. 比较水、盐水、食用油在相同加热条件下温度变化速率的差异；5. 分析实验结果，得出结论。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）水在加热过程中，温度逐渐升高，且温度变化速率较快；（2）盐水在加热过程中，温度逐渐升高，但温度变化速率较水慢；（3）食用油在加热过程中，温度逐渐升高，但温度变化速率较水慢。
2. 分析（1）水、盐水、食用油在加热过程中，温度变化速率的差异主要与热传导和对流有关。
水的热传导和对流性能较好，故温度变化速率较快；盐水的热传导和对流性能较水差，故温度变化速率较慢；食用油的热传导和对流性能较差，故温度变化速率较慢。
（2）在相同加热条件下，盐水的温度变化速率较水慢，说明盐水的热传导和对流性能较水差。
这是因为盐水中溶解了盐，导致其密度增加，热传导和对流性能降低。
六、实验结论1. 液体中的热传递主要通过传导和对流的方式实现；2. 液体的热传导和对流性能与液体种类、密度、温度等因素有关；3. 实验结果表明，水、盐水、食用油在相同加热条件下，温度变化速率存在差异，且盐水温度变化速率较水慢。
(化工原理实验)传热实验
石油化工生产中，传热实验可 以为换热器的设计和优化，控 制流体温度偏差，保证生产正 常运行。
反应器
石油加工过程中的化学反应需 要进行加热或冷却等处理，通 过传热实验法，可以对反应过 程进行优化和改进。
传热实验在生物工程中的应用
加热
在生物工程中，加热和反应过 程密切相关，采用传热实验法 可以提高生产效率，提高产品 质量。
干燥
制药生产过程中需要进行干燥， 通过传热实验法，可以提高干 燥效率和产品质量。
传热实验的未来发展方向
未来传热实验将更加注重多学科领域的交叉应用，加强传热学领域的理论研 究，提高传热技术的工业化水平和应用效率，为推动国民经济健康和可持续 发展提供更好的技术支持。
蒸馏
化工行业中最为重要的分离方 法，实现化工产品的纯化和提 纯。
热交换器
化工设备中广泛应用的传热设 备，用于进行物质的传递和热 能的转移。
传热过程中的热阻和热导率
热阻
热阻是对物体对传热的阻碍程度进行描述的 物理量，是指在传热过程中，单位厚度、单 位面积、单位温差条件下，热能流过的障碍 程度的大小。
传热实验
传热是化工工程的重要分支，实验可以帮助我们理解传热的基本概念、传热 模式及转移方程、设备及原理等内容。本演示文稿将全面介绍传热实验。
实验目的
1 学习基本概念
理解传热的基本概念， 如热传导、热对流、热 辐射等。
2 熟悉传热设备
掌握传热设备的工作原 理和使用方法。
3 实验数据处理
掌握实验数据处理方法， 如测量温度、热流量等。
实验结果分析
通过实验和数据分析，可以得出热导率、传热系数等传热关键参数，并对实 验结果进行分析和判断，以进一步深入研究传热过程的规律性和机理。
4.5热在水中的传递课件
点火器（火柴）、护目镜、湿布。
实验器材：
实验步骤：
1 在烧杯中加入二分之一容量的清水。 2 给水加热，带护目镜观察。
3 继续加热，持续观察水中热的传递方向和过程。 4 记录水中的热传递现象。 5 熄灭酒精灯，规范整理实验材料。
）
热在水中是如何传递的，你能画图说明吗？
教科版（2017）五年级下册科学
热在水中是怎样传递的？
实验1：加热试管中的水
实验目的：探究热在水中的传递方式。
实验材料：酒精灯、试管、铁架台、点火器（火柴） 、 护目镜、湿布。
实验器材：
实验步骤：
1 在试管中加入三分之一清水。 2 给 Nhomakorabea加热，带护目镜观察。
3 继续加热，持续观察水中的热传递过程和方向。 4 记录水中的热传递现象。 5 熄灭酒精灯，规范整理实验材料。
）、 （
）、气体
判断题
1.加热放有木屑的水，在加热过程中，有的木屑循环运 动，有的木屑一会上升一会下降。（ ）
2.不依靠空气、水或其他物体也能传递热，这种传热方 式称为“传导”。（ ）
3.阳光下的石头很热,热的传递方式是对流。（ ）
4.液体或气体受热上升、遇冷下降，使受热液体或气体
相互混合，这种传热方式称为对流（
1 试管内加水不多于三分之一。 2 撤走和移入酒精灯时注意安全。 3 规范佩戴护目镜，以防烫伤。
加热的物体 加热的位置 感温粉末颜色 感温粉末运动
热的传递实验记录一
试管里的水
底端
中间
小组讨论：
1.加热过程中，感温粉末颜色的变 化是怎样的？感温粉末是怎么运动的？
传热学讲义第一章—导热理论基础
第一章 导热理论基础本章重点：准确理解温度场、温度梯度、导热系数等基本概念，准确掌握导热基本定律及导热问题的基本分析方法。
物质内部导热机理的物理模型：（1）分子热运动；（2）晶格（分子在无限大空间里排列成周期性点阵）振动形成的声子运动；（3）自由电子运动。
物质内部的导热过程依赖于上述三种机理中的部分项，这几种机理在不同形态的物质中所起的作用是不同的。
导热理论从宏观研究问题，采用连续介质模型。
第一节 基本概念及傅里叶定律1-1 导热基本概念一、温度场(temperature field)（一）定义：在某一时刻，物体内各点温度分布的总称，称为即为温度场（标量场）。
它是空间坐标和时间坐标的函数。
在直角坐标系下，温度场可表示为：),,,(τz y x f t = （1-1）（二）分类：1．从时间坐标分：① 稳态温度场：不随时间变化的温度场，温度分布与时间无关，0=∂∂τt ，此时，),,(z y x f t =。
（如设备正常运行工况） 稳态导热：发生于稳态温度场中的导热。
② 非稳态温度场：随时间而变化的温度场，温度分布与时间有关，),,,(τz y x f t =。
（设备启动和停车过程）非稳态导热：在非稳态温度场中发生的导热。
2．从空间坐标分： ① 三维温度场：温度与三个坐标有关的温度场，⎩⎨⎧==稳态非稳态),,(),,,(z y x f t z y x f t τ ② 二维温度场：温度与二个坐标有关的温度场，⎩⎨⎧==稳态非稳态),(),,(y x f t y x f t τ∆tt-∆tgrad t③ 一维温度场：温度只与一个坐标有关的温度场，⎩⎨⎧==稳态非稳态，)()(x f t x f t τ 二、等温面与等温线1．等温面(isothermal surface)：在同一时刻，物体内温度相同的点连成的面即为等温面。
2．等温线(isotherms)：用一个平面与等温面相截，所得的交线称为等温线。
为了直观地表示出物体内部的温度分布，可采用图示法，标绘出物体中的等温面（线）。
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传热（冷水—热水）综合实验
一、实验目的：
1、通过对冷水—热水简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数α及总传热系数o K 的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。
2、学会应用线性回归分析方法，确定关联式4.0m Pr
ARe Nu =中常数A 、m 的值；
二、实验内容：
1、在套管式换热器中，测定5~6个不同流速下，管内冷水与管间热水之间的总传热系数o K ；流体与管壁面间对流传热系数o α和i α。
2、将测定值同运用o K 与o α，i α之间关系式计算得出的i α值进行比较；计算得出Nu1(实验)和Nu2(计算)的值
2、对实验数据进行线性回归，求关联式Nu1(实验)=ARe m Pr 0.4和Nu2(计算)=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。
三、实验原理
1、总传热系数o K 的测定：
由总传热速率方程式 m o o t S K Q ∆= （1-1） m
o o t S Q K ∆= （1-2） 式中：Q —— 传热速率，W ；
o S —— 换热管的外表面积，m 2；
m t ∆—— 对数平均温度差，℃；
o K —— 基于管外表面积的总传热系数，W/( m 2·℃)；
由热量衡算式：
)(12t t C W Q P C -= （1-3） 式中：C W —— 冷流体的质量流量，kg/s ；
P C —— 冷流体的定压比热，kJ/( kg·℃)；
21,t t —— 分别为冷流体进、出口温度，℃；
L d S o o π= （1-4） 式中：o d —— 传热管的外径，m ；
L —— 传热管的有效长度，m ；
1
22112211212ln )()(ln t T t T t T t T t t t t t m -----=∆∆∆-∆=∆ （1-5） 式中：T 1，T 2 —— 分别为热流体进、出口温度，℃；
2、对流传热系数i α，o α的测定
对流传热系数i α，o α可以根据牛顿冷却定律来实验测定：
)(m wm i i t t S Q -=α （1-6） )(m wm i i t t S Q
-＝α （1-7）
式中：S i —— 换热管的内表面积，L d S i i π= m 2；
m t —— 冷流体平均温度，2
21t t t m += ℃； wm t —— 换热管内壁表面的平均温度，℃；
同理：
)(wm m o o T T S Q
-＝α （1-8）
式中：m T —— 热流体平均温度，2
21T T T m += ℃； wm T —— 换热管外壁表面的平均温度，℃；
因为传热管为紫铜管，其导热系数很大，加上传热管壁很薄故认为wm wm t T ≈，wm T 用热电偶来测量。
3、总传热系数计算式
o
m o i i o o d bd d d K αλα11++= （1-9） 4、三个准数
λμ
p C =Pr （1-10） λαd Nu =
（1-11） μρ
ud =Re （1-12）
冷流体在管内作强制湍流，准数关联式的形式为
n m A Nu Pr Re =
其中：
取冷流体的定性温度为定值，物性数据λ、C p 、ρ、μ可根据冷流体定性温度查得。
则普兰特准数Pr 是常数，则关联式的形式简化为：
4.0Pr Re m A Nu =
通过实验确定不同流量下的Re 与Nu ，然后用线性回归方法确定A 和m 的值。