对流传热实验实验报告
对流给热系数测定实验
物理化学实验报告实验名称：对流给热系数测定实验学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：姓名：学号指导教师：日期：一、实验目的1、掌握传热膜系数的测定方法；2、通过实验，掌握确定传热膜系数准数关联式中的系数A和指数m的方法；3、通过实验提高对传热膜系数准数关联式的理解，并分析影响传热膜系数的因素，了解工程上强化传热的措施。
二、实验原理对流传热的核心问题是求算传热膜系数，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为：Nu=A×Re m×Pr n×Gr p (4-1)对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故Nu=A×Re m×Pr n(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，在两边取对数，即得到直线方程：lg(Nu/Pr0.4)=lgA + mlgRe (4-3)在双对数坐标纸上作图，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：A=Nu/(Pr0.4×Re m) (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：Nu=αd/λ，Re=duρ/μ，Pr=Cpμ/λ实验中改变空气的流量以改变Re准数的值。
根据定性温度(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：Q=α×A×△t m (4-5)(tw-t1)-(tw-t2)△t m =ln(tw-t1)/(tw-t2)式中：α—传热膜系数，[W/(m2×℃)]；Q—传热量，[W]；A—总传热面积，[m2]；△t m—管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，[℃]；tw—蒸汽平均温差，[℃]。
化工原理实验之对流传热实验
化工原理实验之对流传热实验————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:ﻩ化工原理实验报告之传热实验学院学生姓名专业学号年级二Ο一五 年 十一月一、实验目的1.测定冷空气—热蒸汽在套管换热器中的总传热系数Ｋ; ２．测定空气或水在圆直管内强制对流给热系数；3.测定冷空气在不同的流量时,Ｎu 与Re 之间的关系曲线，拟合准数方程。
二、实验原理（1）冷空气-热蒸汽系统的传热速率方程为m t KA Q ∆=)ln(2121t t t t t m ∆∆∆-∆=∆，11t T t -=∆,22t T t -=∆ )(21t t C V Q p -=ρ式中，Q —单位时间内的传热量，W ;A —热蒸汽与冷空气之间的传热面积,2m ,dl A π=; m t ∆—热蒸汽与冷空气之间的平均温差,℃或K K —总传热系数,)℃/(2⋅m W ;d —换热器内管的内直径,d =２0m ｍ l —换热器长度,l ＝1．3m ；V —冷空气流量,s m /3；pC 、ρ—冷空气密度，3/m kg 空气比热，kg J /；21t t 、—冷空气进出换热器的温度，℃； T —热蒸汽的温度,℃。
实验通过测量热蒸汽的流量V,热蒸汽进、出换热器的温度T １和T 2 （由于热蒸汽温度恒定,故可直接使用热蒸汽在中间段的温度作为T),冷空气进出换热器的温度t １和ｔ2,即可测定K 。
(2)热蒸汽与冷空气的传热过程由热蒸汽对壁面的对流传热、间壁的固体热传导和壁面对冷空气的对流传热三种传热组成,其总热阻为:2211111d h d d bd h K m ++=λ 其中,21h h 、—热空气，冷空气的给热系数，)℃/(⋅m W ；21d d d m 、、—内管的内径、内外径的对数平均值、外径，m ； λ—内管材质的导热系数，)℃/(⋅m W 。
在大流量情况下,冷空气在夹套换热器壳程中处于强制湍流状态,h2较大,221d h d 值较小;λ较大,md dλ1值较小，可忽略，即 1h K ≈（３）流体在圆形直管中作强制对流时对管壁的给热系数关联式为n m C Nu Pr Re '=。
实验报告-气-汽对流传热综合实验
实验报告-气-汽对流传热综合实验摘要：本实验旨在研究气汽对流传热特性，用实验数据确定理论模型参数，并分析能量守恒定律用于测定实验物体热量容量和总容量。
实验结果显示，气汽对流传热是由气流和质量流动引起的末端传热，在实验环境中表现为气汽对流传热。
由对实验数据的分析，可知通量和温度的关系，且表明了容量的大小与能量的守恒的相关性。
1、实验原理气汽对流传热是一种特殊的传热形式，发生在物体与气体或液体面之间，在其发生时，由于热量转移，而在这两表面之间发生气体或液体的运动，热流量是运动传递所引起的，从而造成介质两端的热量运动，从而形成传热。
2、实验步骤（1）实验仪器准备：实验仪器包括，气汽对流热传输实验台、调压罩、调压阀、进排气管、温度计、湿度计、压力表等设备。
（2）调试：把实验台上的调压阀打开，用手把调压罩拉落，手调温度计指针，在实验台上拉起温度拉丝，注意实验台传感器位置。
（3）启动实验：把实验装置测试面调节到预定温度，仔细测量压力、温度和湿度，即可进行实验。
3、实验结果（1）实验数据：通过实验台提供的实验数据发现，风口和吹出口的温度变化和压力变化存在一定的变化趋势，即在实验开始时，风口温度和吹出口温度都较高，压力较低；随着实验进行，它们相差越来越小，而压力也越来越增大。
（2）容量测定：借助观察实验数据，通过比较前后温度差以及定义的总容量、物体热量容量可以求得实验物体的热量容量和总容量的取值，说明实验物体的温度变化可以用叠加定律计算出来。
4、结论本实验证明，气汽对流传热是指在实验装置测试表面和空气之间形成的气体或液体流动传热。
实验结果表明，气汽对流传热对温度非常敏感，其传热。
传热实验实验报告手册
一、实验目的1. 了解传热的基本原理和传热方式；2. 掌握传热实验装置的结构和操作方法；3. 学习传热系数的测定方法；4. 分析实验数据，得出实验结论。
二、实验原理传热是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。
传热方式主要有三种：传导、对流和辐射。
本实验主要研究传导和对流两种传热方式。
1. 传导传热：热量通过物体内部微观粒子之间的相互作用传递。
传导传热系数K与材料的热导率λ、传热面积A和传热平均温差tm成正比，与传热距离L成反比，即K = λA/tm/L。
2. 对流传热：热量通过流体运动传递。
对流传热系数K与流体运动速度、流体性质和传热面积A成正比，与传热平均温差tm成反比，即K = (uλ)/tm，其中u为流体运动速度，λ为流体的热导率。
三、实验装置1. 套管换热器：由内外两根管子组成，内管为热流体，外管为冷流体。
热流体通过内管与外管之间的空间进行传热。
2. 温度计：用于测量热流体和冷流体的进出口温度。
3. 计时器：用于测量传热时间。
4. 水泵：用于循环冷却水。
四、实验步骤1. 将套管换热器连接好，检查系统是否漏气。
2. 打开水泵，调节流量，使冷却水循环。
3. 打开热流体，调节流量，使热流体通过内管。
4. 使用温度计测量热流体和冷流体的进出口温度。
5. 记录实验数据，包括热流体和冷流体的进出口温度、传热时间等。
6. 根据实验数据，计算传热系数K。
五、实验数据处理1. 计算传热平均温差tm：tm = (t1 - t2)/2，其中t1为热流体进出口温度的平均值，t2为冷流体进出口温度的平均值。
2. 计算传热速率Q：Q = mCpΔt，其中m为热流体质量流量，Cp为热流体比热容，Δt为热流体温度变化。
3. 计算传热系数K：K = Q/(tmA)，其中A为传热面积。
六、实验结果与分析1. 分析实验数据，判断传热系数K是否符合理论值。
2. 分析实验误差，找出误差来源，并提出改进措施。
3. 对比不同传热方式下的传热系数，分析其优缺点。
实验四 气汽对流传热综合实验报告
度近似相等,用 来表示。
管内换热面积:
(3)
式中, 为内管管内径, ; 为传热管测量段的实际长度, 。
由热量衡算式:
(4)
其中质量流量由右式求得: 式中, 为冷流体在套管内的平均体积流量,
流体的密度,
。
(5) ; 为冷流体的定压比热,
; 为冷
与 可根据定性温度 查得, 取一定的测量手段得到。 2、对流传热系数准数关系式的实验确定
实验外管外径 Do(mm)
测量段(紫铜内管)长度 L(m)
强化内管内插物
丝径 h(mm)
(螺旋线圈)尺寸
节距 H(mm)
加热釜
操作电压 操作电流
20、00 22、0
50 57、0 1、00
1 40 ≤200 伏 ≤10 安
2、实验的测量手段
(1)空气流量的测量 空气流量计由孔板与差压变送器与二次仪表组成。该孔板流量计在 20℃时标定的流量与压差
为冷流体进出口平均温度。
流体在管内做强制湍流,被加热状态,准数关联式的形式为:
可采
(6)
其中,
,
,
实验四 气汽对流传热综合实验报告
物性数据
可根据定性温度 查得。经计算可知,对于管内被加热的空气,普兰
特常数 变化不大,可认为就是常数,则关联式的形式简化为:
(7)
这样通过实验确定不同流量下的 与 ,然后用线性回归方法确定
3、 实验设备流程图
实验四 气汽对流传热综合实验报告
图 2 空气-水蒸气传热综合实验装置流程图 1-普通套管换热器;2-内插有螺旋线圈的强化套管换热器;3-蒸汽发生器;4-旋涡气泵;5-旁
路调节阀;6-孔板流量计;7-风机出口温度(冷流体入口温度)测试点; 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; 14-蒸汽上升主管路;15-加水口;16-放水口;17-液位计;18-冷凝液回流口
对流传热系数测定实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除对流传热系数测定实验报告篇一：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=ARempr0.4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=bRem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12蒸汽压力空气压力图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；35—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；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=ARem 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=bRem 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=cRemprngrl式中c、m、n、l为待定参数。
冷空气——蒸汽的对流传热实验
∆������������
=
∆������1−∆������2 ������������∆∆������������12
=
(99.5−25.1)−(99.5−67.7) ������������9999..55−−2657..17
℃=50.12℃
传
热
速
率
Q
=
������������������������������(������2
5.稳定 10~15min，记录冷空气流量，蒸汽温度和冷空气进、出口温度。
6. 调节空气 支路调节阀（ 逐渐关闭闸阀 16），改变冷空气流量，稳定 10~15min后，记录冷空气流量，进、出口温度和蒸汽温度。
7.重复操作实验步骤 6 八至十次，流量从大到小，均匀分布，完成 1#换热器 的测定。
8.全开冷空气支路调节阀（闸阀 16），选择另一个换热器 2#换热器，全开此 换热器切换阀（球阀 2），管壁已做完实验的 1#换热器的切换阀（球阀 3）。
内径：25mm
外径：30mm
定性温
度������������ （℃）
传热面 积A （m2）
平均 传热速 温差 率 Q ∆������������(℃) （W）
总传热 系数 K （W/( m2/s)）
管长：1.3m
Nu
Re
1 19.8 46.4 0.123 50.1 260.44 45.63 40.4 15620.6
3 48.7 54.8 0.123 41.7 503.75 74.80 66.2 38420.3
4 45.0 53.5 0.123 43.8 489.10 74.32 65.8 35501.3
5 40.7 52.8 0.123 43.4 457.44 70.44 62.3 32109.0
化工原理实验传热实验报告
化工原理实验传热实验报告实验目的：了解传热的基本原理，掌握传热实验的基本方法和操作技能。
实验仪器与材料： 1. 传热试验装置：包括加热器、冷却器、测温设备等。
2.测量工具：温度计、计时器、称量器等。
3. 实验样品：可以是固体、液体或气体。
实验原理：传热是物体之间由于温度差引起的热量传递现象。
传热可以通过三种方式进行：导热、对流和辐射。
1.导热：导热是通过物体内部的分子碰撞实现的热量传递方式。
热量从高温区域传递到低温区域，速度与温度差和材料导热系数有关。
2.对流：对流是通过流体的流动来实现的热量传递方式。
热量可以通过流体的对流传递到其他物体或流体中，速度与流体的流动速度、流体的性质以及流动的距离有关。
3.辐射：辐射是通过电磁波传递热量的方式。
热辐射不需要通过介质传递，可以在真空中传播。
热辐射的强度与物体的温度和表面特性有关。
实验步骤：步骤一：准备工作 1. 确定实验所需的传热试验装置和材料，并检查其是否完好。
2. 准备实验所需的测量工具和实验样品。
3. 对实验装置进行清洁和消毒，确保实验结果的准确性。
步骤二：导热实验 1. 将传热试验装置中的加热器加热到一定温度。
2. 在加热器的一侧放置一个固体样品，并用温度计测量其初始温度。
3. 记录固体样品的温度随时间的变化，并绘制温度-时间曲线。
4. 根据温度-时间曲线，计算固体样品的导热速率和导热系数。
步骤三：对流实验 1. 在传热试验装置中加入一定量的流体样品。
2. 将加热器加热到一定温度，并用温度计测量流体样品的初始温度。
3. 在冷却器的另一侧，用冷却水冷却流体样品，并用温度计测量冷却后的温度。
4. 记录流体样品的温度随时间的变化，并绘制温度-时间曲线。
5. 根据温度-时间曲线，计算流体样品的对流传热速率。
步骤四：辐射实验 1. 将传热试验装置中的加热器加热到一定温度。
2. 在加热器的一侧放置一个辐射源，并用温度计测量其初始温度。
3. 在辐射源的另一侧，放置一个辐射接收器，并用温度计测量接收器的初始温度。
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实验三 对流传热实验
一、实验目的
1.掌握套管对流传热系数i α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解，应用线性回归法，确定关联式4.0Pr Re m A Nu =中常数A 、m 的值；
2.掌握对流传热系数i α随雷诺准数的变化规律； 3．掌握列管传热系数Ko 的测定方法。
二、实验原理
㈠ 套管换热器传热系数及其准数关联式的测定
⒈ 对流传热系数i α的测定
在该传热实验中，冷水走内管，热水走外管。
对流传热系数i α可以根据牛顿冷却定律，用实验来测定
i
i
i S t Q ⨯∆=
α （1）
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 ； S i —管内换热面积，m 2；
t ∆—内壁面与流体间的温差，℃。
t ∆由下式确定： 2
2
1t t T t w +-
=∆ （2） 式中：t 1，t 2 —冷流体的入口、出口温度，℃；
T w —壁面平均温度，℃；
因为换热器内管为紫铜管，其导热系数很大，且管壁很薄，故认为内壁温度、外壁温度和壁面平均温度近似相等，用t w 来表示。
管内换热面积： i i i L d S π= （3） 式中：d i —内管管内径，m ；
L i —传热管测量段的实际长度，m 。
由热量衡算式：
)(12t t Cp W Q m m i -= （4）
其中质量流量由下式求得：
3600
m
m m V W ρ=
（5） 式中：m V —冷流体在套管内的平均体积流量，m 3 / h ； m Cp —冷流体的定压比热，kJ / (kg ·℃)； m ρ—冷流体的密度，kg /m 3。
m Cp 和m ρ可根据定性温度t m 查得，2
2
1t t t m +=为冷流体进出口平均温度。
t 1，t 2， T w ， m V 可采取一定的测量手段得到。
⒉ 对流传热系数准数关联式的实验确定
流体在管内作强制湍流，被加热状态，准数关联式的形式为
n m A Nu Pr Re =. （6）
其中： i i i d Nu λα=
， m m i m d u μρ=Re ， m
m
m Cp λμ=Pr 物性数据m λ、m Cp 、m ρ、m μ可根据定性温度t m 查得。
经过计算可知，对于管内被加热的空气，普兰特准数Pr 变化不大，可以认为是常数，则关联式的形式简化为：
4.0Pr Re m A Nu = （7）
这样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。
㈡ 列管换热器传热系数的测定
管壳式换热器又称列管式换热器。
是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。
这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。
由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。
壳体多为圆筒形，
内部装有管束，管束两端固定在管板上。
进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。
实验装置采用双管程。
传热系数Ko 用实验来测定
O
S t Q K m i
o ⨯∆=
（1）
式中：Ko —列管传热系数，W/(m 2·℃)； Q i —管内传热速率，W ； S O —管外换热面积，m 2； m t ∆—平均温度差，℃。
m t ∆由下式确定： 逆m m t t ∆=∆ψ （2）
1
22
1122
1ln
t T t T t T t T t m -----=∆）
（）（逆 （3） 式中：t 1，t 2 —冷流体的入口、出口温度，℃； T 1，T 2 —热流体的入口、出口温度，℃；
逆m t ∆ —逆流时平均温度差，℃；
ψ—温差校正系数，由R 、P 的查到（课本P 100）。
()
//21/1112//
21=f P R T T P T T T T R T T ψ-==
--=
=-，冷流体的温升
两流体的最初温度差热流体的温降
冷流体的温升
管外换热面积： Lo d n S o o π= （4） 式中：d O —内管管外径，m ；
L O —传热管测量段的实际长度，m 。
由热量衡算式：
)(12t t Cp W Q m m i -= （5）
其中质量流量由下式求得：
3600
m
m m V W ρ=
（6） 式中：m V —冷流体在套管内的平均体积流量，m 3 / h ； m Cp —冷流体的定压比热，kJ / (kg ·℃)； m ρ—冷流体的密度，kg /m 3。
m Cp 和m ρ可根据定性温度t m 查得，2
2
1t t t m +=
为冷流体进出口平均温度。
t 1，t 2， T 1，T 2， m V 可采取一定的测量手段得到。
三、实验流程和设备主要技术数据
⒈ 设备主要技术数据见表1
表1 实验装置结构参数
⒉ 实验流程如图1所示。
⒊ 实验的测量手段 ⑴温度的测量
冷水热水进出口温度采用热电阻温度计测得。
套管壁温采用热电偶温度计测量。
⑵ 加热
热水箱内装有2组加热器，热水箱为双层保温设计。
加热方式采用温度控制
加热。
图1 水-水传热综合实验装置流程图
四、实验方法及步骤
⒈实验前的准备，检查工作。
⑴向水箱中加满水。
⑵接通电源总闸，设定加热表温度为60o C，启动电加热器开关，开始加热。
关闭热水端转子流量计阀门，启动热水泵，打开转子流量计阀门，选择一个换热器，使热水循环流动。
2. 实验开始.
⑴选择套管换热器。
调节热水流量为一定值920L/h。
⑵启动冷水泵用转子流量计调节流量，调好某一流量后稳定3-5分钟后，分别测量冷水的流量，进、出口的温度及壁面温度。
然后，改变流量测量下组数据。
一般从小流量到最大流量之间，要测量4～6组数据。
⑶做完套管换热器的数据后，要进行列管换热器实验。
分别记录热水进出
口温度冷水进出口温度。
实验方法同步骤⑵。
⒊实验结束后，依次关闭加热、泵和总电源。
一切复原。
五、实验注意事项
1、检查加热箱中的水位是否在正常范围内。
特别是每次实验结束后，进行下一次实验之前，如果发现水位过低，应及时补给水量。
2、实验管路内部不能有气泡，高位槽一定要有溢流，以保持冷流体流量稳定。
实验分析一．Nu/(Pr0.4)—ARe m曲线
通过实验确定不同流量下的
Re与Nu值，并将公式
Nu=ARe m Pr0.4转换为Nu/(Pr0.4)=
ARe m，以Nu/(Pr0.4)为纵坐标，
Re为横坐标做线性回归得右图，
并确定出方程为
y=0.01464*x0.83454，由此得出
A=0.01464,m=0.83454。
二．K0—Re曲线
计算出不同流量下的传热系
数K0的值，绘出传热系数K0与
雷诺数Re的关系曲线，如右图。
流体刚进入湍流时，Re值对K0
几乎没有影响，随着Re值的不断
增大，传热系数K0明显增大，与
Re呈线性关系。
三．αi—Re曲线
根据实验数据绘出管内对流
传热系数αi随雷诺数Re的关系曲
线，如右图，由图可知，对流传热
系数αi开始时随着雷诺数Re的增
大而增大，几乎呈线性上升，但随
着Re的增大，αi增长速率逐渐减
小，Re到达一个临界值时，αi开始
减小。