总传热系数的测定实验报告
实验四传热系数测定实验
实验四 传热系数测定实验1．实验目的（1）观察水蒸汽在水平管外壁上的冷凝现象；（2）测定空气－水蒸汽在套管换热器中的总传热系数；（3）测定空气在圆形直管内强制对流时的传热膜系数及其与雷诺数Re 的关系。
2．基本原理在套管换热器中，环隙通以水蒸汽，内管管内通以空气，水蒸汽冷凝放热以加热空气，在传热过程达到稳定后，有如下热量衡算关系式（忽略热损失）：()()mW i i m i i p t t S t S K t t C V Q -=∆=-=αρ12由此可得总传热系数mi P i t S t t C V K ∆-=)(12ρ空气在管内的对流传热系数（传热膜系数） m w i P i t t S t t C V )()(12--=ρα上式中 Q ：传热速率，w ；V ：空气体积流量（以进口状态计），m 3/s ； ρ： 空气密度（以进口状态计），kg/m 3； C P ：空气平均比热，J/(kg ·℃)；K i ：以内管内表面积计的总传热系数，W/(m 2·℃)； αi ： 空气对内管内壁的对流传热系数，W/(m 2·℃)； t 1、t 2 ：空气进、出口温度，℃； S i ：内管内壁传热面积，m 2；Δt m ：水蒸气与空气间的对数平均温度差，℃；2121ln)()(t T t T t T t T t m -----=∆ T ：蒸汽温度（取进、出口温度相同），℃。
(t w －t )m ：空气与内管内壁间的对数平均温度差，℃；22112211ln )()()(t t t t t t t t t t w w w w m w -----=- t w1、t w2 ：内管内壁上进、出口温度，℃。
当内管材料导热性能很好，且管壁很薄时，可认为内管内外壁温度相同，即测得的外壁温度视为内壁温度。
流体在圆形直管内作强制湍流（流体流动的雷诺数Re ＞10000）时，对流传热系数αi与雷诺数Re 的关系可近似写成 ni A Re =α式中A 和n 为常数。
总传热系数的测定实验报告
实验二：总传热系数的测定一、实验目的1、了解换热器的结构与用途；2、学习换热器的操作方法；3、掌握传热系数k计算方法；4、测定所给换热器的逆流传热系数k。
二、实验原理在工业生产过程中冷热流体通过固体壁面（传热元件）进行热量传递，称为间壁式换热。
间壁式换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三部分组成。
本实验热流体采用饱和蒸汽走壳程，冷流体为空气走管程。
当传热达到稳定时，总传热速率与冷流体的传热速率相等时，Q —巾=m z c p2^z_ 卯｝综上可得"叫，其中心“。
T ---热流体；t ---冷流体；V ---冷流体进口处流量计读数；5’ ---冷流体平均温度下的对应的定压比热容P---冷流体进出口平均温度下对应的密度三、实验设备及流程1、实验设备传热单元实验装置（换热器、风机、蒸汽发生器），整套实验装置的核心是一个套管式换热器，它的外管是一根不锈钢管，内管是一根紫铜管。
根据紫铜管形状的不同，我们的实验装置配有两组换热器，一种是普通传热管换热器，另一种是强化传热管换热器，本实验以普通传热管换热器为例，介绍总传热系数的测定。
2、实验流程来自蒸汽发生器的水蒸气从换热器的右侧进入换热器的不锈钢管。
而来自风机的冷空气从换热器的左侧进入换热器的紫铜管，冷热流体通过紫铜管的壁面进行传热。
冷空气温度升高而水蒸汽温度降低，不凝气体和冷凝水通过疏水阀排出系统，而冷空气通过风机的右侧排出装置。
四、实验步骤需测量水蒸气进口温度，出口温度，冷空气进口温度，出口温度，冷空气的体积流量以及紫铜管的长度及管径。
前四项通过仪表读数可获得，冷空气进口温度可以由另外一块仪表盘读数计算可获得。
紫铜管的长度及管径是已知的。
1、检查实验装置确保所有阀门都处于关闭状态。
打开控制面板上的总电源开关；2、向蒸汽发生器水箱中加水，打开蒸汽发生器的电源，水泵开始往蒸汽发生器中加水，当蒸汽发生器中的水位达到中上部后，水泵自动停止，此时蒸汽发生器处于加热状态到达符合条件的蒸汽压力后系统会自动停止加热并处于保温状态；3、打开冷空气的进口伐和出口阀门，然后在控制面板上开启风机电源开关让风机工作使套管换热器充满一定量的空气，打开冷凝水的出口阀门，排出上次实验留下的气体，并保持一定开度；5、在通水蒸气之前，将蒸汽发生器到实验装置之间管道的冷凝水排除，具体排除冷凝水的方法是关闭蒸汽进口阀门，打开排冷凝水阀门；6、当里面蒸汽达到一定压力后，开始通入蒸汽先打开阀门，再通过减压阀调节换热器的蒸汽压力让蒸汽慢慢进入换热中，使蒸汽逐渐充满系统，使系统由冷态转变为热态。
总传热系数测定实验报告
总传热系数测定实验报告总传热系数测定实验报告引言：传热是物质内部或不同物质之间热量传递的过程，对于工程领域来说，准确测定传热系数是非常重要的。
本实验旨在通过测定不同材料的总传热系数，探究热传导的规律，并提供准确的数据支持。
实验原理：总传热系数是指在热传导过程中，包括热传导、对流和辐射等多种传热方式的综合效果。
实验中，我们采用热板法来测定材料的总传热系数。
该方法通过在材料两侧分别加热和冷却的热板，测量两侧温度差和热流量，从而计算出总传热系数。
实验步骤：1. 准备工作：清洁实验台面，确保实验环境整洁；校准温度计，保证测量的准确性。
2. 将待测材料样品放置在热板之间，并确保与热板接触良好。
3. 打开热板的加热和冷却装置，使两侧的温度分别保持在设定的温度。
4. 在实验过程中，记录下材料两侧的温度和热流量，以便后续计算总传热系数。
5. 实验结束后，关闭热板装置，取下待测材料样品。
实验数据处理：根据实验记录的温度和热流量数据，我们可以计算出待测材料的总传热系数。
首先，根据热板的加热功率和冷却功率，计算出热流量。
然后，根据材料两侧的温度差和热流量，利用传热方程计算出总传热系数。
最后，对多组实验数据进行平均，得到最终的总传热系数。
实验结果分析：通过实验测定，我们得到了不同材料的总传热系数。
通过对结果的分析，我们可以发现不同材料的传热性能存在差异。
例如，金属材料通常具有较高的传热系数，而绝缘材料的传热系数较低。
这与材料的导热性能以及内部结构有关。
此外，我们还可以通过比较不同温度下的传热系数，研究材料的温度依赖性。
实验误差分析：在实验过程中，由于实验条件和仪器精度的限制，可能会引入一定的误差。
例如，温度计的精度、热板与材料接触的不完全等都会对实验结果产生影响。
为了减小误差，我们在实验中尽量保持实验环境稳定，同时进行多组实验并求平均值，以提高结果的准确性。
实验应用：总传热系数的测定在工程领域具有广泛的应用。
例如，在建筑领域，通过测定建筑材料的传热系数，可以评估其保温性能，为建筑节能提供依据。
计算总传热系数实验报告
一、实验目的1. 了解总传热系数的概念和影响因素；2. 掌握计算总传热系数的方法；3. 通过实验验证理论计算结果，提高对传热学知识的理解。
二、实验原理总传热系数（U）是指在单位时间内，通过单位面积的热量，在固体壁面两侧流体之间的温差下，所需要的热传递速率。
总传热系数是衡量传热设备传热效率的重要参数。
计算总传热系数的公式如下：U = 1 / (1/h1 + k/L + 1/h2)其中，h1和h2分别为热流体和冷流体侧的对流换热系数，k为固体壁面的导热系数，L为固体壁面的厚度。
三、实验仪器与材料1. 实验装置：套管换热器、温度计、流量计、压力计、电子天平等；2. 实验材料：热水、冷水、套管换热器、温度传感器、流量传感器等；3. 实验软件：数据采集与分析软件。
四、实验步骤1. 调整套管换热器，使其符合实验要求；2. 将热水和冷水分别加入套管换热器，调节流量和压力；3. 利用温度传感器测量热水和冷水的进出口温度；4. 利用流量传感器测量热水和冷水的流量；5. 记录实验数据，进行数据采集；6. 利用实验数据，计算总传热系数。
五、实验数据与结果1. 实验数据：| 流量（m³/h） | 温度差（℃） | 热水进出口温度（℃） | 冷水进出口温度（℃） | 厚度（mm） | 导热系数（W/m·K） ||--------------|--------------|---------------------|---------------------|------------|-------------------|| 0.5 | 20 | 80 | 60 | 10 | 0.15 |2. 计算结果：h1 = (Q m1 cp1) / (A ΔT) = 358.3 W/m²·Kh2 = (Q m2 cp2) / (A ΔT) = 224.2 W/m²·KU = 1 / (1/h1 + k/L + 1/h2) = 2.19 W/m²·K·℃六、实验分析与讨论1. 实验结果分析：根据实验数据，计算得到的总传热系数U为2.19 W/m²·K·℃，与理论计算值较为接近，说明实验结果较为可靠。
实验八,蒸汽-水总传热系数K的测定
实验八 蒸汽－水总传热系数K 的测定一、实验目的1、掌握传热系数K 的测定原理；2、掌握传热系数K 的测定方法及数据处理。
二、实验原理根据传热基本方程，已知传热设备的结构尺寸，只要测得传热速度Q ，以及各有关的温度，即可算出K （W/(m 2·℃)）。
K=mt A Q∆。
式中，A ——传热面积，m 2；△t m ——冷、热流体的平均温差，℃； Q ——传热速率，W 。
Q=W 汽r 。
式中，W 汽——冷凝液流量，kg/s ；r ——冷凝液潜热，J/kg 。
21ln 1221ln )2()1(tT tT tt t T t T t T t T m t ---=-----=∆A=πl d 外。
三、实验装置及流程实验装置主体设备为“三根管”：汽-水套管、裸管和保温管。
这“三根管”与加热器、汽包、测温计等组成整个测试系统，见图8-1。
加热器3将水加热成为水蒸汽后，水蒸汽进入到汔包5中，阀11排除不凝气。
水蒸汽分别在保温管、裸管和套管冷凝传热，用量筒和秒表记录冷凝量和时间。
在套管中，水经过高位槽由转子流量计计量后进入套管换热器壳层。
本试验使用蒸气—水套管测定K 值，观察收集汽—水套管数据。
设备结构尺寸如下：（1）汽-水套管：d 外=16mm 的紫铜管； （2）管长l =0.6m 。
图8-1 实验装置流程示意图⑴放水阀⑵电加热器⑶蒸汽发生器⑷加水阀⑸汽包⑹保温层⑺保温测试管⑻收集瓶⑼放水阀⑽裸管测试管⑾放汽阀⑿套管换热器⒀截止阀⒁高位槽⒂溢流口四、实验步骤及注意事项1、熟悉设备流程，检查各阀门的开关情况，排放汽包中的冷凝水；2、打开加热器进水阀，加水至液面计高度的2/3；3、将电热棒接上电源，并将调压器从0调至220V，待有蒸气后，再将调压器电压调低（160V-180V）；4、打开套管换热器冷却水进口阀，调节冷却水流量为某一值，一般5～10L/h；5、待传热过程达稳定后，分别测量单位时间的冷凝液量、汽温和水温；6、分别记录下表1＃、2＃、3＃、4#、5#对应的温度为套管换热器进水温度t1、套管内壁温T w、套管外壁温度t w、出水温度t2、套管换热器收集瓶冷凝水温度T以及上表5汽包温度、上表6釜温；7、实验结束，切断加热电源，关闭冷却水阀。
套管换热器的总传热系数的测定
安徽师范大学 2007 年度校级精品课程
套管换热器的总传热系数的测定
一、实验概述 当冷热流体通过间壁换热时,在间壁两侧主要为对流传热,通过间壁则为传
导传热,根据这两种传热方式的基本方程,再问鼎传热条件下,就可以推导出间壁 热交换传热基本方程式。
Φ = K × A× ∆tm 式中 Φ ----间壁传热速率 (w)
四、实验设备及装置 1．实验主要设备 ① Cs-S01 型超级恒温箱一台 ② LZB—15 转子流量计一台 ③ 套管换热器 外管为玻璃管,内管φ10×1.5mm 紫铜管,管长 1200mm,一只 ④ 补充加热器,紫铜管加热器作用 1)加快恒温槽升温速度 2)补充热水在热交换器中的热量损失,使在操作中始终维持较高的热水温度. 2．实验装置图（略）
八、实验报告 1．计算不同实验条件下的传热系数 K 值. 2．分析不同实验条件下 K 值不同的原因, 3．通过实验数据分析,提出如何强化传热过程的建议.
3
换热器 内管直径φ10×1.5×1200mm,换热管有效长度 1000mm
2
综合化学实验
序 号
冷水体积流量 转子刻度 流量
(L/min)
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冷水温度
t 进/℃
t 出/℃
热水温度
T 进/℃
T 出/℃
（2）并流操作ห้องสมุดไป่ตู้
换热器 内管直径φ10×1.5×1200mm,换热管有效长度 1000mm
（2）并流操作
有效换热面积_____________
序 冷水质量 t 出－t 进
φ
T 进－t 出 T 出－t 进 △t 均
K
号 流量(kg/s) (℃) (10-3W) (℃)
总传热系数的测定.doc(实验)
总传热系数测定实验一、实验目的1． 观察水蒸气在换热管外壁上的冷凝现象，并判断冷凝类型； 2． 测定饱和水蒸气在圆形管外壁上的冷凝给热系数；二、基本原理在套管换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以空气，水蒸气冷凝放热以加热空气，在传热过程达到稳定后，有如下公式：V ρC P (t 2-t 1)=K A m t ∆其中：V ：空气体积流量，m 3/sA ：内管的外壁的传热面积，m 2 ρ：空气密度，kg/m 3C P ：空气平均比热，J/(kg ℃)t 1、t 2：空气进、出口温度，℃T 1、T 2：蒸汽进、出口温度，℃m t ∆：对数平均温差，℃ 12211221ln)()(t T t T t T t T t m -----=∆若能测得被加热流体的V 、t 1、t 2，内管的换热面积A 以及水蒸气温度T 1、T 2，即可计算实测的水蒸气（平均）冷凝给热系数。
三、实验装置与流程实验装置如下图水蒸气～空气换热流程图来自蒸汽发生器的水蒸气进入玻璃套管换热器，与来自风机的风进行热交换，冷凝水经疏水器排入地沟。
冷空气经孔板（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φ21×2.8mm，长度L=1000mm（2）外套玻璃管规格：直径φ100×5mm，长度L=1000mm（3）压力表规格：0～0.1MPa四、实验步骤与注意事项1．打开总电源空气开关，打开仪表及巡检仪电源开关，给仪表上电。
2．打开仪表台上的风机电源开关，让风机工作，同时打开冷流体入口阀门，让套管换热器里冲有一定量的空气。
3．打开冷凝水出口阀，注意只开一定的开度，开的太大会让换热桶里的蒸汽跑掉，关的太小会使换热玻璃管里的蒸汽压力集聚而产生玻璃管炸裂。
4．在做实验前，应将蒸汽发生器到实验装置之间管道中的冷凝水排除，否则夹带冷凝水的蒸汽会损坏压力表及压力变送器。
关闭蒸汽进口阀门，打开装置下面的排冷凝水阀门，让蒸汽压力把管道中的冷凝水带走，当听到蒸汽响时关闭冷凝水排除阀。
实验二 总传热系数的测定
实验二 总传热系数的测定一、实验目的1、 了解换热器的结构2、 掌握测定传热系数K 的方法3、 学会换热器的操作方法，提高研究和解决传热实际问题的能力 二、实验原理列管式换热器是工业生产中广泛使用的一种间壁式换热设备，通常由壳体、管束、隔板、挡板等主要部件组成。
冷、热流体借助于换热器中的管束进行热量交换而完成加热或冷却任务。
衡量一个换热器性能好坏的标准是换热器的传热系数K 值。
对于没有相变的液—液换热系统由热量衡算可得： 损Q Q Q c h += 若实验装置保温良好，则Q 损可忽略衡算可得: Q Q Q c h == ()出进T .-=T c W Q ph h h ()进出t t C W pc C c -=.Q 由传热速率方程式知：Q=KS m t ∆式中 'm t m t t ∆=∆∆ϕ()()进出出进进出出进t T t T n t t T t m -----=∆I T '()R P f t ,=∆ϕ P=进进进出t t t --TR=进出进出－t t T -Tt ∆ϕ可由P,R 两因数根据安得伍德（Underwood ）和鲍曼(Bowman)提出的图算法查取，本实验装置为1壳程2管程。
式中： h Q ——热流体的传热速率〔W 〕 c Q ——冷流体的传热速率〔W 〕 损Q ——热损失速率〔W 〕Q ——换热器的传热速率〔W 〕h W ——热流体质量流量〔Kg/s 〕(h W =h h V ρ.) c W ——冷流体质量流量〔Kg/s 〕ph C ——热流体的平均恒压热容〔J/kg 。
C 0〕pc C ——冷流体的平均恒压热容〔J/kg 。
C 0〕 进T ——热流体进口温度〔C 0〕出T ——热流体出口温度〔C 0〕进t ——冷流体进口温度〔C 0〕 出t ——冷流体出口温度〔C 0〕K ——换热器的总传热系数〔W/.2m C 0〕 S ——换热器传热面积〔.2m 〕（S ＝dl n π）m t ∆——冷、热流体的对数平均传热温差〔C 0〕P 、R ——因数〔无因次〕'm t ∆——按逆流流动形式计算的对数平均传热温差〔C 0〕三．实验装置如上图所示，整套装置主要由气泵、空气稳压罐、电加热器和列管式换热器组成，并配有温度控制仪，测温计，压差计及液体、气体流量计等测量仪表。
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实验二：总传热系数的测定
一、实验目的
1、了解换热器的结构与用途;
2、学习换热器的操作方法；
3、掌握传热系数k计算方法；
4、测定所给换热器的逆流传热系数k。
二、实验原理
在工业生产过程中冷热流体通过固体壁面（传热元件）进行热量传递，称为间壁式换热。
间壁式换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三部分组成。
本实验热流体采用饱和蒸汽走壳程，冷流体为空气走管程。
当传热达到稳定时，总传热速率与冷流体的传热速率相等时，
而即为，
综上可得，其中。
T --- 热流体;
t --- 冷流体;
V --- 冷流体进口处流量计读数;
---冷流体平均温度下的对应的定压比热容;
ρ --- 冷流体进出口平均温度下对应的密度.
三、实验设备及流程
1、实验设备
传热单元实验装置(换热器、风机、蒸汽发生器) ，整套实验装置的核心是一个套管式换热器，它的外管是一根不锈钢管，内管是一根紫铜管。
根据紫铜管形状的不同，我们的实验装置配有两组换热器，一种是普通传热管换热器，另一种是强化传热管换热器，本实验以普通传热管换热器为例，介绍总传热系数的测定。
2、实验流程
来自蒸汽发生器的水蒸气从换热器的右侧进入换热器的不锈钢管。
而来自风机的冷空气从换热器的左侧进入换热器的紫铜管，冷热流体通过紫铜管的壁面进行传热。
冷空气温度升高而水蒸汽温度降低，不凝气体和冷凝水通过疏水阀排出系统，而冷空气通过风机的右侧排出装置。
四、实验步骤
需测量水蒸气进口温度，出口温度，冷空气进口温度，出口温度，冷空气的体积流量以及紫铜管的长度及管径。
前四项通过仪表读数可获得，冷空气进口温度可以由另外一块仪表盘读数计算可获得。
紫铜
管的长度及管径是已知的。
1、检查实验装置确保所有阀门都处于关闭状态。
打开控制面板上的总电源开关；
2、向蒸汽发生器水箱中加水，打开蒸汽发生器的电源，水泵开始往蒸汽发生器中加水，当蒸汽发生器中的水位达到中上部后，水泵自动停止，此时蒸汽发生器处于加热状态到达符合条件的蒸汽压力后系统会自动停止加热并处于保温状态；
3、打开冷空气的进口伐和出口阀门，然后在控制面板上开启风机电源开关让风机工作使套管换热器充满一定量的空气，打开冷凝水的出口阀门，排出上次实验留下的气体，并保持一定开度；
5、在通水蒸气之前，将蒸汽发生器到实验装置之间管道的冷凝水排除，具体排除冷凝水的方法是关闭蒸汽进口阀门，打开排冷凝水阀门；
6、当里面蒸汽达到一定压力后，开始通入蒸汽先打开阀门，再通过减压阀调节换热器的蒸汽压力让蒸汽慢慢进入换热中，使蒸汽逐渐充满系统，使系统由冷态转变为热态。
同时打开放气阀，将设备内的不凝气体排出，直到排泄管理有蒸汽放出。
关闭放气阀，上述准备工作结束。
系统也处于热态后，调节蒸汽减压阀，使蒸汽进口压力维持在0.1兆帕，这个操作也可以通过调节蒸汽发生器出口阀来实现；
7、调节冷空气进口流量，可以通过调节风机出口旁路阀门的开度来改变冷空气的流量。
在每个流量条件下均需等待热交换过程稳定后方可记录冷空气进口出口温度水蒸气进口出口温度以及孔板流量计的压差等实验数据。
一般每个流量下至少也就是15分钟左右，方可
视为稳定，然后改变冷空气流量，记录不同流量下的实验数据；
8、实验结束时先关闭蒸汽发生器，打开放气阀，将蒸汽发生器和管道余压排尽,关闭蒸汽进口阀，待系统逐渐冷却后，关闭风机电源，待冷凝水流尽，关闭冷凝水出口阀，关闭总电源。
五、注意事项
1、第四步中开度要适中，开度太大会使换热器中的蒸汽跑掉，开度太小会使换热器不锈钢管中的蒸汽压力过大而导致不锈钢管炸裂。
2、在通水蒸气之前，将蒸汽发生器到实验装置之间管道的冷凝水排除，否则夹带冷凝水的蒸汽会损坏压力表及压力变送器。
3、第六步系统由冷态变为热态过程不能少于十分钟，主要是防止不锈钢管换热器因突然受热受压而爆裂。
4、整个实验需要记录六到八组数据。
六、数据处理
1、整理原始数据记录表，将有关数据整理在数据处理表中。
2、列出实验结果，写出典型数据的计算过程，分析和讨论实验现象。