化工原理实验实验报告

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化工原理实验报告-流体流动阻力的测定

化工原理实验报告-流体流动阻力的测定

实验一流体流动阻力的测定一、实验目的1、掌握测定流体流经直管、管件(阀门)时阻力损失的一般实验方法。

2、测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系,验证在一般湍流区内λ与Re的关系曲线。

3、测定流体流经管件(阀门)时的局部阻力系数ξ。

4、识辨组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。

二、实验装置实验装置如下图所示:1、水箱2、离心泵3、压差传感器4、温度计5、涡轮流量计6、流量计7、转子流量计8、转子流量计9、压差传感器10、压差传感器11、压差传感器12、粗糙管实验段13、光滑管实验段14、层流管实验段15、压差传感器16、压差传感器17、阐阀18、截止阀图1 实验装置流程图装置参数:名称材质管内径/mm 测量段长度/mm三、实验原理1、直管阻力摩擦系数λ的测定流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为:2122ff p p p l u h d λρρ∆-=== ⑴即 22fd p luλρ∆=⑵Re du ρμ=⑶采用涡轮流量计测流量V2900Vu dπ=⑷ 用压差传感器测量流体流经直管的压力降f p ∆。

根据实验装置结构参数l 、d ,流体温度T (查流体物性ρ、μ),及实验时测定的流量V 、压力降ΔPf ,求取Re 和λ,再将Re 和λ标绘在双对数坐标图上。

2、局部阻力系数ζ的测定流体通过某一管件或阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数,这种方法称为阻力倍数法。

即:'2'2ffp u h g gζρ∆== ⑸ 故 '22fp u ζρ∆=⑹根据连接管件或阀门两端管径中小管的直径d ,流体温度T (查流体物性ρ、μ),及实验时测定的流量V 、压力降ΔPf ’,通过式⑸或⑹,求取管件(阀门)的局部阻力系数ζ。

四、实验步骤1、开启仪表柜上的总电源、仪表电源开关。

2、首先对水泵进行灌水,然后关闭出口阀,启动水泵,待电机转动平稳后,把出口阀缓缓开到最大。

3、实验从做大流量开始做起,最小流量应控制在1.5m3/h。

化工原理含实验报告(3篇)

化工原理含实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解并掌握化工原理中的基本概念和原理。

2. 通过实验验证理论知识,提高实验技能。

3. 熟悉化工原理实验装置的操作方法,培养动手能力。

4. 学会运用实验数据进行分析,提高数据处理能力。

二、实验内容本次实验共分为三个部分:流体流动阻力实验、精馏实验和流化床干燥实验。

1. 流体流动阻力实验实验目的:测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数与雷诺数Re的关系,将测得的~Re曲线与由经验公式描出的曲线比较;测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数。

实验原理:流体在管道内流动时,由于摩擦作用,会产生阻力损失。

阻力损失的大小与流体的雷诺数Re、管道的粗糙度、管道直径等因素有关。

实验中通过测量不同流量下的压差,计算出摩擦系数和局部阻力系数。

实验步骤:1. 将水从高位水槽引入光滑管,调节流量,记录压差。

2. 将水从高位水槽引入粗糙管,调节流量,记录压差。

3. 改变流量,重复步骤1和2,得到一系列数据。

4. 根据数据计算摩擦系数和局部阻力系数。

实验结果与分析:通过实验数据绘制~Re曲线和局部阻力系数曲线,与理论公式进行比较,验证了流体流动阻力实验原理的正确性。

2. 精馏实验实验目的:1. 熟悉精馏的工艺流程,掌握精馏实验的操作方法。

2. 了解板式塔的结构,观察塔板上汽-液接触状况。

3. 测定全回流时的全塔效率及单板效率。

4. 测定部分回流时的全塔效率。

5. 测定全塔的浓度分布。

6. 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。

实验原理:精馏是利用混合物中各组分沸点不同,通过加热使混合物汽化,然后冷凝分离各组分的方法。

精馏塔是精馏操作的核心设备,其结构对精馏效率有很大影响。

实验步骤:1. 将混合物加入精馏塔,开启加热器,调节回流比。

2. 记录塔顶、塔釜及各层塔板的液相和气相温度、压力、流量等数据。

3. 根据数据计算理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标。

4. 绘制浓度分布曲线。

实验结果与分析:通过实验数据,计算出了理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标,并与理论值进行了比较。

化工原理实验报告

化工原理实验报告

化工原理实验报告实验目的:本实验的目的是通过对不同溶液的比色实验,了解光度计的使用方法,并探究不同溶液浓度与吸光度之间的关系。

实验器材:1. 比色皿2. 光度计3. 分析天平4. 滴定管5. 容量瓶6. 试剂:硫酸铜、硫酸铁钾、苯酚酞指示剂实验步骤:1. 将硫酸铜固体溶解于100mL的蒸馏水中,制备一定浓度的硫酸铜溶液。

使用分析天平精确称取硫酸铜固体,保证浓度的准确性。

2. 准备不同浓度的硫酸铜溶液,分别为0.1mol/L、0.08mol/L、0.06mol/L、0.04mol/L和0.02mol/L。

3. 使用容量瓶将每份溶液调至100mL,确保体积的准确性。

4. 取一定量的硫酸铜溶液,放入比色皿中。

5. 使用滴定管向每个比色皿中滴加同样体积的硫酸铁钾溶液,并快速搅拌均匀。

6. 每个比色皿中加入一滴苯酚酞指示剂,继续搅拌。

7. 将每个比色皿置于光度计中,测量各溶液的吸光度值,并记录下来。

实验结果:根据实验所得数据,使用图表对不同浓度的硫酸铜溶液的吸光度与浓度之间的关系进行分析。

通过图表可以明显看出,溶液的浓度与吸光度呈正相关关系。

实验讨论:在本实验中,我们通过比色法测量了不同浓度溶液的吸光度,并观察了吸光度与浓度之间的关系。

从实验结果中可以看出,吸光度随着溶液浓度的增加而增加。

这与我们的预期一致,符合比尔-朗伯定律。

光度计是一种非常重要的实验仪器,用于测量溶液的吸光度。

在实验中,我们需要注意一些细节,以确保实验结果的准确性。

首先,需要保证比色皿的干净,避免杂质对实验结果的影响。

其次,溶液的体积和浓度也要精确控制,以避免误差的产生。

最后,在使用光度计时,要按照仪器的使用说明进行操作,确保结果的准确性。

通过本实验,我们对光度计的使用方法和比色实验有了更深入的了解。

同时,我们也验证了吸光度与溶液浓度之间的关系,加深了对化工原理中的比尔-朗伯定律的理解。

结论:本实验通过比色法测量了不同浓度硫酸铜溶液的吸光度,并观察了吸光度与浓度之间的关系。

化工原理实验报告(传热)

化工原理实验报告(传热)

化工原理实验报告(传热)
实验名称:传热实验
实验目的:掌握传热原理,测定传热系数。

实验原理:传热是指热能从物体的高温区域传递到物体的低温区域的过程。

传热方式
主要有三种,分别是传导、对流和辐射。

传导是指物质内部由高温区传递热量到低温区的过程。

传导的速率与传导材料的种类、厚度、温度差等因素有关。

对流是指由于物流的运动而引起的热量传递过程。

对流的速率与流动速度、流动形式
等因素有关。

辐射是指物体之间通过电磁波传递热量的过程。

辐射的速率与物体温度、表面特性等
因素有关。

实验仪器:传热实验装置、数显恒温槽、数显搅拌器、功率调节器、电热水壶、测温仪、电阻丝、保温材料等。

实验步骤:
1、将传热实验装置放入数显恒温槽内,开启电源,将温度恒定在80℃左右。

2、将试样加热,使其温度达到与恒温槽内温度一致。

3、将试样放入传热实验装置中,开始实验。

4、在实验过程中,保持搅拌器的匀速转动,确保传热速率的稳定。

5、记录实验数据,计算传热系数。

实验结果:
本实验测定的传热系数为:λ=10.2 W/m•K
通过本次实验,我们掌握了传热原理和测定传热系数的方法,同时也了解了传导、对
流和辐射三种传热方式的特点及其影响因素。

实验结果表明,传热系数是物体传热速率的
量化表示,对于不同的物体和温度差,传热系数是不同的,因此在具体实际应用中需要根
据实际情况进行调整。

化工原理实验实验报告

化工原理实验实验报告

一、实验目的1. 理解并掌握化工原理的基本概念和原理。

2. 学习化工实验的基本操作技能和数据处理方法。

3. 通过实验,验证化工原理的理论知识,加深对化工工艺过程的理解。

4. 培养严谨的科学态度和良好的实验习惯。

二、实验内容及步骤1. 实验一:流体力学实验实验目的:测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数与雷诺数Re的关系,测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数。

实验步骤:(1)根据实验装置流程图,连接实验装置,包括光滑管、粗糙管、倒U形压差计、1151压差传感器、铂电阻温度传感器、流量计等。

(2)调整进水阀,使水从高位水槽流入光滑管,调节球阀,使水分别流经光滑管和粗糙管。

(3)记录不同流量下的压差值和温度值。

(4)计算摩擦系数和局部阻力系数。

2. 实验二:精馏实验实验目的:熟悉精馏的工艺流程,掌握精馏实验的操作方法,测定全回流时的全塔效率及单板效率。

实验步骤:(1)根据实验装置流程图,连接实验装置,包括精馏塔、回流液收集器、塔顶冷凝器、塔釜加热器等。

(2)调整塔釜加热器,使塔釜温度达到设定值。

(3)调整回流液收集器,使回流液流量达到设定值。

(4)记录塔顶和塔釜的液相折光度,计算液相浓度。

(5)根据数据绘出x-y图,用图解法求出理论塔板数,从而得到全回流时的全塔效率及单板效率。

3. 实验三:流化床干燥实验实验目的:熟悉流化床干燥器的基本流程及操作方法,掌握流化床流化曲线的测定方法,测定物料含水量及床层温度随时间变化的关系曲线。

实验步骤:(1)根据实验装置流程图,连接实验装置,包括流化床干燥器、物料进料装置、温度传感器、流量计等。

(2)将物料放入流化床干燥器中,调整进料量和空气流量。

(3)记录不同时间下的物料含水量和床层温度。

(4)绘制物料含水量和床层温度随时间变化的关系曲线。

三、实验结果与分析1. 流体力学实验:根据实验数据,绘制摩擦系数与雷诺数Re的关系曲线,与理论公式进行比较,分析实验误差产生的原因。

化工原理实验报告一流体阻力

化工原理实验报告一流体阻力

实验一、管路阻力的测定一、实验目的1.学习直管阻力与局部阻力的测定方法。

2.学习计算并绘制直管摩擦系数λ与R e 的关系曲线的方法。

3.学习确定局部阻力系数ζ的方法。

二、实验原理流体在管路中的流动阻力分为直管阻力和局部阻力两种。

直管阻力也称为表皮阻力,是流体流经一定管径的直管时,由于流体内摩擦而产生的阻力, (m ) (1)gu d L g p H f 22⋅⋅=∆-=λρ局部阻力也称为形体阻力,是由于流体流经管路中的管件、阀门及管截面的突然扩大或缩小等局部地方,由于边界层分离而产生旋涡所引起的能量损失, (m)(2) gu g p H f22'⋅=∆-=ζρ管路的总能量损失等于管路中所有以上两种阻力的加和∑∑+=∑'ff f H H H 本实验所用的装置流程图如图1所示,实验装置由并联的两个支路组成,一个支路用于测定直管阻力,另一个用于测定局部阻力。

图1. 管路阻力测定实验装置流程图1-底阀2-入口真空表3-离心泵4-出口压力表5-充水阀6-差压变送器7-涡轮流量计8-差压变送器9-水箱测定直管阻力所用管子的规格:1#~2#实验装置:直管内径为27.1mm,直管管长1m。

3#~8#实验装置:直管内径为35.75mm,直管管长1m局部阻力的测定对象是两个阀门,一个闸阀,一个截止阀。

三、实验步骤1.打开充水阀向离心泵泵壳内充水。

2.关闭充水阀、出口流量调节阀,启动总电源开关,启动电机电源开关。

3.打开出口调节阀至最大,记录下管路流量最大值,即控制柜上的涡轮流量计的读数。

4.调节出口阀,流量从大到小测取8次,再由小到大测取8次,记录各次实验数据,包括涡轮流量计的读数、直管压差指示值。

5.关闭直管阻力直路的球阀,打开局部阻力的球阀,测定在三个流量下的局部压差指示值。

6.测取实验用水的温度。

7.关闭出口流量调节阀,关闭电机开关,关闭总电源开关。

注意事项:离心泵禁止在未冲满水的情况下空转。

化工原理雷诺实验报告doc

化工原理雷诺实验报告doc

化工原理雷诺实验报告篇一:化工原理实验报告(流体阻力)摘要:本实验通过测定流体在不同管路中流动时的流量qv、测压点之间的压强差ΔP,结合已知的管路的内径、长度等数据,应用机械能守恒式算出不同管路的λ‐Re变化关系及突然扩大管的?-Re关系。

从实验数据分析可知,光滑管、粗糙管的摩擦阻力系数随Re增大而减小,并且光滑管的摩擦阻力系数较好地满足Blasuis关系式:?? 。

突然扩大管的局部阻力系数随Re的变化而变化。

一、目的及任务①掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法。

②测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管和阀门的局部阻力系数ξ。

③验证湍流区内摩擦系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度的函数。

④将所得光滑管λ-Re方程与Blasius方程相比较。

二、基本原理1. 直管摩擦阻力不可压缩流体,在圆形直管中做稳定流动时,由于黏性和涡流的作用产生摩擦阻力;流体在流过突然扩大、弯头等管件时,由于流体运动的速度和方向突然变化,产生局部阻力。

影响流体阻力的因素较多,在工程上通常采用量纲分析方法简化实验,得到在一定条件下具有普遍意义的结果,其方法如下:流体流动阻力与流体的性质,流体流经处的几何尺寸以及流动状态相关,可表示为:△p=?(d,l,u,ρ, μ, ε) 引入下列无量纲数群。

雷诺数 Re?相对粗糙度管子长径比从而得到lddu???d??(du??l,,) ?dd?p?u2令???(Re,)d??p??ld?(Re,?ud)22可得到摩擦阻力系数与压头损失之间的关系,这种关系可用实验方法直接测定。

hf??p???ld?u22式中hf——直管阻力,J/kg;——被测管长,m; d——被测管内径,m; u——平均流速,m/s; ?——摩擦阻力系数。

当流体在一管径为d的圆形管中流动时,选取两个截面,用U形压差计测出这两个截面间的静压强差,即为流体流过两截面间的流动阻力。

根据伯努利方程找出静压强差和摩擦阻力系数的关系式,即可求出摩擦阻力系数。

化工原理传热实验报告

化工原理传热实验报告

化工原理传热实验报告实验目的,通过传热实验,掌握传热原理,了解传热过程中的热阻和传热系数的测定方法,掌握传热表面积的计算方法。

一、实验原理。

传热是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程。

在传热过程中,热量的传递方式有对流、传导和辐射三种。

本实验主要研究对流传热。

二、实验仪器和设备。

1. 传热实验装置。

2. 温度计。

3. 计时器。

4. 水槽。

5. 水泵。

三、实验步骤。

1. 将水加热至一定温度,保持恒温。

2. 将试验管装入传热实验装置中,打开水泵,使水流通过试验管。

3. 记录试验管的进口和出口水温,以及进口和出口水的流量。

4. 根据实验数据计算出传热系数和传热表面积。

四、实验数据处理。

1. 根据实验数据计算出传热系数和传热表面积。

2. 绘制传热系数与雷诺数的关系曲线。

五、实验结果分析。

根据实验结果,我们可以得出传热系数与雷诺数呈线性关系,传热系数随雷诺数的增大而增大。

传热表面积的计算结果与实际情况相符合。

六、实验结论。

通过本次传热实验,我们深入了解了传热原理,掌握了传热系数和传热表面积的计算方法,提高了实验操作能力和数据处理能力。

七、实验总结。

传热实验是化工原理课程中的重要实践环节,通过实验操作,我们不仅学到了理论知识,更加深了对传热原理的理解。

在今后的学习和工作中,我们将继续努力,不断提高自己的实验能力和科研能力。

通过本次传热实验,我们对传热原理有了更深入的了解,掌握了传热系数和传热表面积的计算方法,提高了实验操作能力和数据处理能力。

希望通过这篇实验报告,能够对大家有所帮助,也希望大家能够在今后的学习和工作中继续努力,不断提高自己的实验能力和科研能力。

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篇一:化工原理实验报告吸收实验姓名专业月实验内容吸收实验指导教师一、实验名称:吸收实验二、实验目的:1.学习填料塔的操作;2. 测定填料塔体积吸收系数kya.三、实验原理:对填料吸收塔的要求,既希望它的传质效率高,又希望它的压降低以省能耗。

但两者往往是矛盾的,故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。

(一)、空塔气速与填料层压降关系气体通过填料层压降△p与填料特性及气、液流量大小等有关,常通过实验测定。

若以空塔气速uo[m/s]为横坐标,单位填料层压降?p[mmh20/m]为纵坐标,在z?p~uo关系z双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。

当液体喷淋量l0=0时,可知为一直线,其斜率约1.0—2,当喷淋量为l1时,?p~uo为一折线,若喷淋量越大,z?p值较小时为恒持z折线位置越向左移动,图中l2>l1。

每条折线分为三个区段,液区,?p?p?p~uo关系曲线斜率与干塔的相同。

值为中间时叫截液区,~uo曲zzz?p值较大时叫液泛区,z线斜率大于2,持液区与截液区之间的转折点叫截点a。

姓名专业月实验内容指导教师?p~uo曲线斜率大于10,截液区与液泛区之间的转折点叫泛点b。

在液泛区塔已z无法操作。

塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间,此时塔效率最高。

图2-2-7-1 填料塔层的?p~uo关系图 z图2-2-7-2 吸收塔物料衡算(二)、吸收系数与吸收效率本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨,氨易溶于水,故此操作属气膜控制。

若气相中氨的浓度较小,则氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合亨利定律,吸收姓名专业月实验内容指导教师平均推动力可用对数平均浓度差法进行计算。

其吸收速率方程可用下式表示: na?kya???h??ym(1)式中:na——被吸收的氨量[kmolnh3/h];?——塔的截面积[m2]h——填料层高度[m]?ym——气相对数平均推动力kya——气相体积吸收系数[kmolnh3/m3·h]被吸收氨量的计算,对全塔进行物料衡算(见图2-2-7-2):na?v(y1?y2)?l(x1?x2) (2)式中:v——空气的流量[kmol空气/h]l——吸收剂(水)的流量[kmolh20/h]y1——塔底气相浓度[kmolnh3/kmol空气]y2——塔顶气相浓度[kmolnh3/kmol空气]x1,x2——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmolnh3/kmolh20]由式(1)和式(2)联解得:kya?v(y1?y2)(3) ??h??ym为求得kya必须先求出y1、y2和?ym之值。

1、y1值的计算:y1?0.98v01 (4) v02式中:v01——氨气换算为标态下的流量[m3/h]v02——空气换算为标态下的流量[m3/h]姓名专业月实验内容指导教师0.98——氨气中含纯nh3分数对氨气:v01?v1t0p0?02p1?p2? (5) ?01t1?t2式中:v1——氯气流量计上的读数[m3/h]t。

,p。

——标准状态下氨气的温度[k]和压强[mmhg]t1,p1——氨气流量计上标明的温度[k]和压强[mmhg]t2,p2——实验所用氨气的温度[k]和压强[mmhg]?0——标准状态下氨气的密度(=0.769kg/m3)?02——标准状态下空气的密度(=1.293kg/m3)对空气:v02?v2t0p0p3?p4 (6) t3?t4式中:v2——空气流量计读数[m3/h]t。

,p。

——标准状态下空气的温度[k]和压强[mmhg]t3,p3——空气流量计上标明的温度[k]和压强[mmhg]t4,p4——实验所用空气的温度[k]和压强[mmhg]y1也可用取样分析法确定(略)。

2、y2值分析计算在吸收瓶内注入浓度为ns的h2so4vs[ml],把塔顶尾气通入吸收瓶中。

设从吸收瓶出口的空气体积为v4[ml]时瓶内h2so4vs即被nh3中和完毕,那么进入吸收瓶的nh3体积vo3可用下式计算:v03?22.1nsvs[ml] (7)姓名专业月实验内容指导教师通过吸收瓶空气化为标准状态体积为:v04?v4t0p5?[ml] (8) p0t5式中:v4——通过吸收瓶空气体积[ml],由湿式气量计读取t。

,p。

——标准状态下空气的温度[k]和压强[mmhg]t5,p5——通过吸收瓶后空气的温度[k]和压强[mmhg]故塔顶气相浓度为:y2?v03(9) v043、塔底x1~y*1的确定由式(2)知:x1?x1?v(y1?y2)?x2,若x2=0,则得: lv(y1?y2) (10) lx1值亦可从塔底取氨水分析而得。

设取氨水vn`[ml],用浓度为ns`的h2so4来滴定,中和后用量为vs`[ml],则:x1?0.018ns`vs` (11) vn`又根据亨利定律知,与塔底x1成平衡的气相浓度y1*为:y1??ex1 (12) p式中:p——塔底操作压强绝对大气压(atm)e——亨利系数大气压,可查下表取得:篇二:化工原理实验报告实验报告课程名称:学院:专业班:姓名:学号:同组人员:实验时间:指导教师:化工原理生物与化学工程学院制药专升本101邵丽菁310044003张敏玲吴宁宇2011 年 4 月 25 日诸爱士一、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。

tt图4-1间壁式传热过程示意图达到传热稳定时,有q?m1cp1?t1?t2??m2cp2?t2?t1???1a1?t?tw?m??2a2?tw?t?m?ka?tm (4-1)热流体与固体壁面的对数平均温差可由式(4—2)计算,?t?t???t2?tw2?(4-2) ?t?tw?m?1w1t1?tw1lnt2?tw2式中:tw1 -热流体进口处热流体侧的壁面温度,℃;tw2 -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,?t?t???t?t??tw?t?m?w11w22(4-3)t?tlnw11tw2?t2式中:tw1 -冷流体进口处冷流体侧的壁面温度,℃;tw2 -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?t2???t2?t1?(4-4) ?tm?1t?t2ln1t2?t1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,?2?m2cp2?t2?t1?a2tw?tm(4-5)实验中测定紫铜管的壁温tw1、tw2;冷空气或水的进出口温度t1、t2;实验用紫铜管的长度l、内径d2,a2??d2l;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,k?m2cp2?t2?t1?a?tm(4-6)实验测定m2、t1、t2、t1、t2、并查取t平均?式计算得总给热系数k。

1.近似法求算对流给热系数?21?t1?t2?下冷流体对应的cp2、换热面积a,即可由上2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,bd2dd2(4-7) 11??rs2??rs12?k?2?dmd1?1d1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wm.k;而管外为蒸汽冷凝,冷凝给热系数?1可达~10wm.k左右,因此冷凝传热热阻为清洁,因此换热管外侧的污垢热阻r422d2可忽略,同时蒸汽冷凝较?1d1s1d2也可忽略。

实验中的传热元件材料采用紫铜,导热系数为d1383.8wm?k,壁厚为2.5mm,因此换热管壁的导热热阻bd2可忽略。

若换热管内侧的污垢热阻rs2也?dm忽略不计,则由式(4-7)得,?2?k (4-8)由此可见,被忽略的传热热阻与冷流体侧对流传热热阻相比越小,此法所得的准确性就越高。

2.冷流体质量流量的测定用孔板流量计测冷流体的流量,则,m2??v (4-9) 式中,v 为冷流体进口处流量计读数,ρ为冷流体进口温度下对应的密度。

3.冷流体物性与温度的关系式在0~100℃之间,冷流体的物性与温度的关系有如下拟合公式。

(1)空气的密度与温度的关系式:??10?5t2?4.5?10?3t?1.2916 (2)空气的比热与温度的关系式:60℃以下cp=1005 j / (kg ?℃),70℃以上cp=1009 j / (kg ?℃)。

(3)空气的导热系数与温度的关系式: ???2?10?8t2?8?10?5t?0.0244 (4)空气的黏度与温度的关系式:??(?2?10?6t2?5?10?3t?1.7169)?10?5五、主要仪器设备1.实验装置实验装置如图4-1图4-1 空气-水蒸气换热流程图来自蒸汽发生器的水蒸气进入不锈钢套管换热器环隙,与来自风机的空气在套管换热器内进行热交换,冷凝水经疏水器排入地沟。

冷空气经孔板流量计或转子流量计进入套管换热器内管(紫铜管),热交换后排出装置外。

2.设备与仪表规格(1)紫铜管规格:直径φ21×2.5mm,长度l=1000mm;(2)外套不锈钢管规格:直径φ100×5mm,长度l=1000mm;(4)铂热电阻及无纸记录仪温度显示;(5)全自动蒸汽发生器及蒸汽压力表。

六、操作方法与实验步骤(一)实验步骤1、打开控制面板上的总电源开关,打开仪表电源开关,使仪表通电预热,观察仪表显示是否正常。

2、在蒸汽发生器中灌装清水至水箱的球体中部,开启发生器电源,使水处于加热状态。

到达符合条件的蒸汽压力后,系统会自动处于保温状态。

3、打开控制面板上的风机电源开关,让风机工作,同时打开冷流体进口阀,让套管换热器里充有一定量的空气。

4、打开冷凝水出口阀,排出上次实验余留的冷凝水,在整个实验过程中也保持一定开度。

注意开度适中,开度太大会使换热器中的蒸汽跑掉,开度太小会使换热不锈钢管里的蒸汽压力过大而导致不锈钢管炸裂。

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