中南大学化工原理实验④对流传热
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。
整理化工原理实验之对流传热实验
整理人 尼克化工原理实验之对流传热实验化工原理实验指导书化工原理教研室2014年编制目录实验一流动过程综合实验 (4)实验二过滤实验 (11)实验三传热实验（水-水蒸汽、空气-水蒸汽给热系数测定和传热综合实验） (15)传热实验一水-水蒸汽给热系数测定 (15)传热实验二空气-水蒸汽给热系数测定 (20)传热实验三传热综合（空气和水蒸汽）实验 (23)实验四吸收与解吸综合实验 (29)实验五精馏实验 (34)实验六萃取实验（填料萃取塔、振动筛板萃取塔） (39)萃取实验一填料萃取塔 (39)萃取实验二振动筛板萃取塔 (44)实验七干燥实验（洞道干燥、流化床干燥） (48)干燥实验一洞道干燥 (48)干燥实验二流化床干燥 (52)附件：《化工原理实验》教学大纲？？？？？？？？？？？？实验一流动过程综合实验1 实验目的（1）掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。
（2）识别组成管路的各种管件、阀门的结构、使用方法和性能。
（3）学习压差计、流量计的使用方法。
（4）学习光滑直管和粗糙直管的摩擦系数λ与雷诺准数Re的测量方法，并验证流体处于不同流动类型时的λ与Re二者间的关系。
（5）测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数ξ。
（6）分别测定文丘里流量计流量标定曲线（流量-压差关系）及流量系数和雷诺数之间的关系曲线（C-Re关系）。
（7）了解离心泵的结构、操作方法，掌握离心泵特性曲线测定方法，掌握离心泵管路特性曲线的测定方法，加深对离心泵性能的理解。
2 基本原理2.1 直管摩擦系数λ与雷诺数Re的测定对于不可压缩流体在水平等直径直管内作定态流动，根据伯努利方程有：（1.1）（1.1）式中：h f—压头损失，J/kg；L—两测压点间直管长度，m；d—直管内径，m；λ—摩擦阻力系数；u—流体流速，m/s；ΔP f—直管阻力引起的压降，N/m2；ρ—流体密度，kg/m3。
将（1.1）式经适当变形，可以得到摩擦系数的表达式，即：（1.2）雷诺准数定义式如下：（1.3）（1.2）式中：µ—流体粘度，Pa.s。
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()()()()mm 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）Tt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，()()()22112211ln 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，℃。
传热实验(化工原理实验)
传热实验一、实验目的1、熟悉套管换热器、列管换热器的结构及操作方法；2、通过对套管换热器空气-水蒸汽传热性能的实验研究，掌握对流传热系数的测定方法；3、确定套管传热管强化前后内管中空气的强制湍流换热关联式，并比较强化传热前后的效果；4、通过对列管换热器传热性能实验研究，掌握总传热系数K 的测定方法，并对变换面积前后换热性能进行比较。
二、实验原理1、普通套管换热器传热系数测定及准数关联式的确定：(1)对流传热系数i α的测定：对流传热系数i α可以根据牛顿冷却定律，通过实验来测定。
i i i mQ S t α=⨯⨯∆(1)i i m iQ t S α=∆⨯(2)式中：i α—管内流体对流传热系数，W/(m 2·℃)；i Q —管内传热速率，W ；i S —管内换热面积，m 2；m t ∆—壁面与主流体间的温度差，℃。
平均温度差由下式确定：m w t t t∆=-(3)式中：t —冷流体的入口、出口平均温度，℃；w t —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，w t 用来表示，由于管外使用蒸汽，所以w t 近似等于热流体的平均温度。
管内换热面积：i i iS d L π=(4)式中：i d —内管管内径，m ；i L —传热管测量段的实际长度，m 。
由热量衡算式：21()i i pi i i Q W c t t =-(5)其中质量流量由下式求得：3600i i i V W ρ=(6)式中：i V —冷流体在套管内的平均体积流量，m 3/h ；pi c —冷流体的定压比热，kJ/(kg·℃)；i ρ—冷流体的密度，kg/m 3；pi c 和i ρ可根据定性温度查得，122i i m t t t +=为m 冷流体进出口平均温度；1i t 、2i t 、w t 、i V 可采取一定的测量手段得到。
(2)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：m ni i i Nu ARe Pr =(7)其中：i i i i d Nu αλ=，i i i i i u d Re ρμ=，pi i i ic Pr μλ=。
对流传热实验报告
一、实验目的1. 理解对流传热的基本原理和影响因素。
2. 掌握对流传热系数的测定方法。
3. 通过实验，验证对流传热理论，并分析实验数据。
二、实验原理对流传热是指流体（如气体或液体）在流动过程中，由于流体各部分之间的温度差异而引起的热量传递。
对流传热系数是描述对流传热能力的一个重要参数，其数值越大，对流传热能力越强。
实验中，采用套管换热器作为对流传热的实验装置，以环隙内流动的饱和水蒸汽加热管内空气。
水蒸汽和空气间的传热过程由三个传热环节组成：水蒸汽在管外壁的冷凝传热，管壁的热传导以及管内空气对管内壁的对流传热。
对流传热系数α可以通过以下公式计算：α = (Q/A) / (ΔT/L)其中，Q为管内传热速率，W；A为管内换热面积，m²；ΔT为管内流体进出口温度差，℃；L为管长，m。
三、实验器材1. 套管换热器：内管为紫铜管，外管为不锈钢管。
2. 水蒸汽发生器：用于产生饱和水蒸汽。
3. 空气压缩机：用于产生压缩空气。
4. 温度计：用于测量流体进出口温度。
5. 流量计：用于测量流体流量。
6. 计时器：用于记录实验时间。
四、实验操作（步骤）1. 将套管换热器安装在实验装置上，连接好水蒸汽发生器和空气压缩机。
2. 调节水蒸汽发生器和空气压缩机的参数，确保实验过程中流体流量稳定。
3. 测量并记录流体进出口温度、流量和管长等参数。
4. 开启水蒸汽发生器和空气压缩机，启动实验装置。
5. 在实验过程中，定时测量并记录流体进出口温度、流量和管长等参数。
6. 停止实验，整理实验数据。
五、数据记录与整理根据实验步骤，记录以下数据：1. 管内径di（m）2. 管长Li（m）3. 冷流体（空气）入口温度t1（℃）4. 冷流体（空气）出口温度t2（℃）5. 热流体（水蒸汽）温度（℃）6. 流量（m³/h）7. 时间（min）根据实验数据，计算对流传热系数α：α = (Q/A) / (ΔT/L)其中，Q为管内传热速率，W；A为管内换热面积，m²；ΔT为管内流体进出口温度差，℃；L为管长，m。
化工原理实验传热实验报告
传热膜系数测定实验（第四组）一、实验目的1、了解套管换热器的结构和壁温的测量方法2、了解影响给热系数的因素和强化传热的途径3、体会计算机采集与控制软件对提高实验效率的作用4、学会给热系数的实验测定和数据处理方法 二、实验内容1、测定空气在圆管内作强制湍流时的给热系数α12、测定加入静态混合器后空气的强制湍流给热系数α1’3、回归α1和α1’联式4.0Pr Re ⋅⋅=a A Nu 中的参数A 、a *4、测定两个条件下铜管内空气的能量损失 二、实验原理间壁式传热过程是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三个传热过程所组成。
由于过程复杂，影响因素多，机理不清楚，所以采用量纲分析法来确定给热系数。
1）寻找影响因素物性：ρ，μ ，λ，c p 设备特征尺寸：l 操作：u ，βg ΔT 则：α=f （ρ，μ，λ，c p ，l ，u ，βg ΔT ） 2）量纲分析ρ[ML -3]，μ[ML -1 T -1]，λ[ML T -3 Q -1]，c p [L 2 T -2 Q -1]，l [L] ，u [LT -1]， βg ΔT [L T -2]， α[MT -3 Q -1]]3）选基本变量（独立，含M ，L ，T ，Q-热力学温度） ρ，l ，μ, λ 4）无量纲化非基本变量α：Nu ＝αl/λ u: Re ＝ρlu/μ c p : Pr ＝c p μ/λ βg ΔT : Gr ＝βg ΔT l 3ρ2/μ2 5）原函数无量纲化 6）实验Nu ＝ARe a Pr b Gr c强制对流圆管内表面加热：Nu ＝ARe a Pr 0.4 圆管传热基本方程： 热量衡算方程：圆管传热牛顿冷却定律：圆筒壁传导热流量：)]/()ln[)()()/ln(112211221212w w w w w w w w t T t T t T t T A A A A Q -----⋅-⋅=δλ空气流量由孔板流量测量：54.02.26P q v ∆⨯= [m 3h -1，kPa] 空气的定性温度：t=(t 1+t 2)/2 [℃]三、实验流程1、蒸汽发生器2、蒸汽管3、补水漏斗4、补水阀5、排水阀6、套管换热器7、放气阀8、冷凝水回流管9、空气流量调节阀10、压力传感器 11、孔板流量计 12、空气管 13、风机图1、传热实验流程套管换热器内管为φ27×3.5mm黄铜管,长1.25m,走冷空气，外管为耐高温玻璃管，壳程走100℃的热蒸汽。
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。
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mt 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 =20mm 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t 2，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 '=。
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0.0549 0.0713 0.0781 0.0899 0.0958
同一双对数坐标系中绘制光滑管、波纹管的 Nu～Re 的关系图：
双对数坐标系中螺纹管的Nu-Re的关系图 2.5 y = 2.3116x - 8.4856 2
1.5
lgNu
1 0.5 0 4.4
4.45
4.5 lgRe
4.55
4.6
1．实验前的准备 （1）向电加热釜加水至液位计上端红线处。 （2）检查空气流量旁路调节阀是否全开。 （3）检查普通管支路各控制阀是否已打开，保证蒸汽和空气管路的畅通。 （4）接通电源总闸，设定加热电压，启动电热锅炉开关，开始加热。
2．实验开始 （1）当蒸汽压力稳定后，启动旋涡气泵并运行一段时间，保证实验开始时空气 入口温度 t1 （℃）稳定。 （2）调节空气流量旁路阀的开度或主阀开度，使孔板流量计的压差计读数为所 需的空气流量值。 （3）稳定 5－8 分钟左右读取压差计读数，读取空气入口、出口的温度值 t1 、 t 2 （温度测量可采用热电偶或温度计） 、空气压力值 p1、空气入、出口之间压力差 p2、 蒸汽温度值 t3 及压力值 p3,孔板流量计读数 p4。 （4）调节空气流量，重复（3）与（4）共测 6－10 组数据（注意：在空气入、 出口之间压力差 p2 最大值与最小值之间可分为 6-10 段） 。 （5）实验过程，要尽可能保证蒸汽温度或压力稳定，在蒸汽锅炉加热过程（蒸 汽温度或压力变化较大）不要记录数据。 3．实验结束 （1）关闭加热器开关。 （2）过 5 分钟后关闭鼓风机，并将旁路阀全开。 （3）切断总电源。
0.4984 0.6028 0.7682 0.8273 0.8746
0.0951 0.1231 0.1856 0.2052 0.2217
0.0951 0.1231 0.1856 0.2052 0.2217
光滑管数据表
实 验 号 1 2 3 4 5 进口空气 密度 1 （Kg/ m ） 1.1911 1.1866 1.1878 1.1858 1.1830
五、 实验数据及处理
（1） 数据记录
1. 螺纹管
实验号 空气入口 温度值 t1 空气出口 温度值 t 2 空气入口 压力值p1 空气入出口 压力差p2 蒸汽温 度值t3 蒸汽 压力p3 孔板流量 计读数p4
1 2 3 4 5
16 18 20 22 24
82.5 87.9 100.0 100.9 101.5
1 1.29
273 101330 273 t
Pp
(10)
式中：pa——当地大气压，Pa ； t——孔板流量计前空气温度，℃，可取t=t1； 空气的流量由 1／4喷嘴流量计测量，合并常数后，空气的体积流量可由（ 11） 式计算
V1 C 0
R
1
（11）
式中：C0——合并整理的流量系数，其值为C0=0．001233； R——喷嘴流量计的压差计示值，mmH2O。 V1——空气的体积流量，m3／s。
K 1
螺纹管数据表
实 验 号 1 2 3 4 5 进口空气 密度 1 （Kg/ m3 ） 1.2186 1.2102 1.2019 1.1938 1.1858 对数平 均温度 差 t m 70.61 65.99 55.75 54.32 53.15 空气的体 积流量V Re Nu lgRe lgNu 传热量 Q/KJ/s 传热系 数K 传热膜 系数 1
(8)
Nu
d Kd V1c pc (t2 t1 )d S tm
(9)
5.传热量传热膜系数的计算 Q＝Wecpc（t2－t1）= Vρ1cpc（t2－t1） （3） Q＝KSΔtm，所以 KSΔtm=Vρ1cpc（t2－t1）
1 1 1 1 K 1 2 1
（2） 数据处理
1.先算出测量段上空气的定性温度(℃)，为简化计算,取 t 值为空气进口温度(℃)及 出口温度 (℃)的平均值, 即
t
t1 t 2 2 由此查得:
；测量段上空气的平均导热系数 λ；测量段上空气
测量段上空气的平均比热 的平均粘度 ；
Cpc
t m
(Tw t1 ) (Tw t 2 ) T t In W 1 Tw t 2
式中：Q——换热器的热负荷（即传热速率） ，kJ／s； We——冷流体的质量流量，kg／s； V——冷流体（空气）的体积流量，m3/s； ρ1一冷流体（空气）的密度，kg／m3； K——换热器总传热系数，W/（m2·℃） ； Cpc一一冷流体（空气）的平均比定压热容，kJ/（kg·K） ； S——传热面积，m2； Δtm——蒸汽与空气的对数平均温度差，℃。 空气的流量及两种流体的温度等可以通过各种测量仪表测得。 综合上面各式即可 算出传热总系数K。 3．传热膜系数的计算 当传热面为平壁或者当管壁很薄时，总的传热阻力和传热分阻力的关系可表示 为：
34.591 45.389 49.744 56.616 60.318
4.497 4.540 4.580 4.619 4.644
1.539 1.657 1.697 1.753 1.780
0.3488 0.4312 0.4727 0.5360 0.5663
0.0549 0.0713 0.0781 0.0899 0.0958
结果验证： 螺纹管取 x=lgRe=4.497 代入方程式 y=2.3116x-8.4856，得 y=1.909 与实际 lgNu=1.775 有小偏差。 光滑管取 x=lgRe=4.644 代入方程式 y=1.5667x-5.4838，得 y=1.792 与实际 lgNu=1.780 有小偏差。
1 1 b 1 K 1 2
(6)
式中：αl——空气在圆管中强制对流的传热膜系数，W／（m2·℃） ；
α2——蒸汽冷凝时的传热膜系数，W／（m ·℃） 。 当管壁热阻可以忽略（内管为黄铜管而且壁厚 b较薄，黄铜导热系数λ比较大） 时，
2
1 1 1 1 K 1 2 1
d Kd V1c pc (t2 t1 )d S tm
(9)
式中：λ——空气导热系数，W／（m·℃） ； μ一空气的粘度，Pa·s； d——套管换热器的内管平均直径，m； ρ1——进口温度t1时的空气密度，kg／m3。 由于热阻主要集中在空气一侧，本实验的传热面积S取管子的内表面较为合理，即 S＝πdl 本装置d=0．0178 m，l=1．327m。 5．空气流量和密度的计算 空气密度ρ1可按理想气体计算：
（7）
蒸汽冷凝传热膜系数远远大于空气传热膜系数，则K≈α1。因此，只要在实验中 测得冷、热流体的温度及空气的体积流量，即可通过热衡算求出套管换热器的总传热 系数K值，由此求得空气传热膜系数α1。 4．努塞尔数和雷诺数的计算
Re du1 dV1 d
2
V1 d
(8)
4
4
Nu
3பைடு நூலகம்
对数平 均温度 差 t m 85.57 81.52 81.53 80.34 79.68 空气的体 积流量V Re Nu lgRe lgNu 传热量 Q/KJ/s 传热系 数K 传热膜 系数 1
0.00723 0.00800 0.00876 0.00961 0.01020
31428.28 34644.03 37973.57 41588.08 44037.13
0.00612 0.00709 0.00795 0.00874 0.00947
27217.40 31313.92 34871.41 38078.26 40982.22
59.610 77.520 116.94 129.26 139.65
4.435 4.496 4.542 4.581 4.613
1.775 1.889 2.068 2.111 2.145
二、 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。 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
（1）
（2）
其中： Re
Nu
du
V d
d , 50℃时，空气的导热系数 0.02826W/(m.K)
4
待定参数C和m可通过实验测定蒸汽、空气的有关数据后，对式（ 2）取对数，回 归求得直线斜率和截距。 2．传热量计算
Rem 因此： c d
努塞尔数Nu或α1无法直接用实验测定，只能测定相关的参数并通过计算求得。 当通过套管环隙的饱和蒸汽与冷凝壁面接触后，蒸汽将放出冷凝潜热，冷凝成水，热 量通过间壁传递给套管内的空气，使空气的温度升高，空气从管的末端排出管外，传 递的热量由（3）式计算。 Q＝Wecpc（t2－t1）= Vρ1cpc（t2－t1） 根据热传递速率 Q＝KSΔtm 所以 KSΔtm=Vρ1cpc（t2－t1） （4） （5） （3）
6670 5810 5275 4885 4535
104 140 179 238 301
125 125 125 125 125
0.15 0.15 0.15 0.15 0.15
30 40 50 60 70
2. 光滑管
实验号 空气入口 温度值 t1 空气出口 温度值 t 2 空气入口 压力值p1 空气入出口 压力差p2 蒸汽温 度值t3 蒸汽 压力p3 孔板流量 计读数p4
三、 实验装置图
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；