传热系数K的测定(精)
总传热系数的测定
总传热系数的测定一、实验目的1.了解换热器的结构，掌握换热器的操作方法。
2.掌握换热器总传热系数K 的测定方法。
3.了解流体的流量和流向不同对总传热系数的影响二、基本原理在工业生产中，要完成加热或冷却任务，一般是通过换热器来实现的，即换热器必须在单位时间内完成传送一定的热量以满足工艺要求。
换热器性能指标之一是传热系数K 。
通过对这一指标的实际测定，可对换热器操作、选用、及改进提供依据。
传热系数K 值的测定可根据热量恒算式及传热速率方程式联立求解。
传热速率方程式：Q =kS ∆t m（1）通过换热器所传递的热量可由热量恒算式计算，即Q =W h C ph （T 1－T 2）=W c C pc （t 2－t 1）＋Q 损（2） 若实验设备保温良好，Q 损可忽略不计，所以Q =W h C ph （T 1－T 2）=W c C pc （t 2－t 1） （3） 式中，Q 为单位时间的传热量，W ；K 为总传热系数，W/(m 2·℃)；∆t m 为传热对数平均温度差，℃；S 为传热面积（这里基于外表面积），m 2；W h ,W c 为热、冷流体的质量流量，kg/s ；C ph ,C pc 为热、冷流体的平均定压比热，J/(kg ·℃)；T 1,T 2为热流体的进出口温度，℃；t 1,t 2为冷流体的进出口温度，℃。
∆tm 为换热器两端温度差的对数平均值，即1212ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆（4） 当212≤∆∆t t 时，可以用算术平均温度差(212t t ∆+∆)代替对数平均温度差。
由上式所计算出口的传热系数K 为测量值K 测。
传热系数的计算值K 计可用下式进行计算：∑+++=S i R K λδαα1110计 （5）式中，α0为换热器管外侧流体对流传热系数，W/(m 2·℃)；αi 为换热器管内侧流体对流传热系数，W/(m 2·℃)；δ为管壁厚度，m ；λ——管壁的导热系数，W/(m 2·℃)；R S 为污垢热阻，m 2·℃/W 。
传热实验实验报告
传热实验实验报告一、实验目的1、研究传热试验设备上三种管的传热系数K。
2、研究设备的结构特点以及实验数据，定量描述保温管、裸管、汽水套管的传热特性。
3、研究流量改变对总传热系数的影响，并分析哪一侧流体流量是控制性热阻，如何强化传热过程。
二、实验原理根据传热基本方程、牛顿冷却定律以及圆筒壁的热传导方程，已知传热设备的结构尺寸，只要测得传热速率Q，以及各有关的温度，即可算出K，α 和λ。
（1）测定汽-水套管的传热系数K（W /(m2·℃)）：Q=KAΔt m式中：A——传热面积，m2；Δt m——冷、热流体的平均温度，℃；Q——传热速率，W 。
Q =W汽r式中：W汽——冷凝液流量，kg/s ；r——冷凝液汽化潜热，J / kg 。
（2）测定裸管的自然对流给热系数α（W /(m2·℃)）：Q=α A（t w - t f）式中：t w，t f——壁温和空气温度，℃。
（3）测定保温材料的导热系数λ（W /(m·℃)）：Q=λA m（T w - t w）/ b式中：Tw，tw ——保温层两侧的温度，℃；b——保温层的厚度，m；Am ——保温层内外壁的平均面积，m2。
三、实验装置与流程（1）实验装置：该装置主体设备为“三根管”：汽-水套管、裸管和保温管。
这“三根管”与锅炉、汽包、高位槽、智能数字显示控制仪等组成整个测试系统。
本实验采用水蒸汽冷凝的方法，将水蒸气分别通过保温管、裸管和套管换热器中冷凝传热，通过测量蒸汽冷凝量、壁温、水温及空气的温度等参数，推算出保温管的导热系数、裸管和套管的对流传热系数。
（2）实验流程：锅炉内加热产生的水蒸气送入汽包，然后在三根并联的紫铜管内同时冷凝，冷凝液有计量管或量筒收集，以测冷凝液速率。
三根紫铜管外情况不同：一根管外用珍珠岩保温；另一根是裸管；还有一根为一套管式换热器，管外是来自高位槽的冷却水。
可定性观察到三个设备冷凝速率的差异，并测定K、α 和λ。
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。
传热系数K的测定(精)
,
cp
Nu ao Re b Pr c
传热系数K的实验测定
热量衡算式和传热速率方程式
热量衡算式:
Q qm2Cp 2 (t 2 - t1)
传热速率式: Q KA tm 其中：
两式联立，得：
tm
t2 t1 ln T t1
T t2
K qm2Cp2 (t2 t1) Atm
实验流程
实验步骤
先开冷却水转子流量计阀门，再开热空气进口 调节阀。
整个实验操作控制热空气进口温度恒定在170～ 175之间任何某一刻度，分别改变冷流体流量和 热流体流量，达到改变流速的目的。
待冷流体出口温度显示值保持10mi关调压变压器开关，保持冷却 水继续流动10min，以足够冷却壁温，保护加热 器正常。
Q KAT t
Q h Ah T tw1 Q c Ac tw2 t
Q
Am
tw1
tw2
Q
T
tw1 1
tw1 tw2
tw2 t 1
T t 1
h Ah
Am
c Ac KA
K
1
1
1
h Ah Am c Ac
上机数据处理。
原始数据记录
实验组织方法
A---------由换热器的结构参数而定； qm2--------测冷流体的流量计； t1、t2-----测冷流体的进、出口温度计； T --------测热流体的进口温度计； Cp2--------由冷流体的进、出口平均温度定。
将以上仪表、换热器、气源、及管件阀门等部 件组建成如下实验装置图。
换热器传热系数测定实验
换热器传热系数测定实验一.实验目的1.熟悉换热器性能的测试方法；2.了解不同结构换热器的结构特点以及性能差别；3.加深对换热器顺流、交叉流和逆流等流动方式时流体温度变化、换热能力的差别。
二.实验装置2.1实验装置的名称与组成实验装置名称：换热器综合试验台换热介质：热水－冷水实验装置的工作流程如图9.1所示。
1换热器2加热水箱3热水泵4流量计5冷水箱6冷水泵7转子流量计8换向阀门组9温度传感器图1 换热器综合试验台流程2.2 实验装置的用途换热器综合试验台主要用于各种间壁式液体－液体换热器的性能测试。
可测试的换热器型式为：壳管式换热器、套管式换热器、螺旋板式换热器、板式换热器、板翅式换热器等。
2.3 实验装置性能参数2.3.1 换热器换热面积壳管式换热器： 1.05 m2套管式换热器：0.45 m2螺旋板式换热器：0.65 m22.3.2 热水泵允许最高水温：＜80 ℃ 电 机： 220 V 120 W 2.3.3 冷水泵允许最低水温：＞0 ℃ 电 机： 220 V 120 W 2.3.4 流量计型 式：LZB 玻璃转子流量计 公称通径：10mm 测量范围：(4.44～44.4×10) m 3/s (16～160 l/h) 误 差： 台 数： 2 2.3.5 温度显示控制仪型 号： XTMD 传感器分度号：Cu50 测量范围： －50～99.9 ℃ 误 差： 0.5 ℃ 台 数： 2 2.3.6 电加热器功 率：7.5 kW三.实验原理由图 9.1，热流体的放热量： Q 1＝V h ρh C ph (t h1－t h2) (W) (9.1) 式中：V h －热流体的体积流量(m 3/s)； ρh －热流体的密度(kg/m 3)；C ph －热流体的定压比热容[J/(kg.℃)]； t h1 －热流体进入换热器时的温度(℃)； t h2 －热流体流出换热器时的温度(℃)。
冷流体的吸热量：Q 2＝V l ρl C pl (t l2－t l1) (W) (9.2)式中：V l －冷流体的质量体积流量(m 3/s)； ρl －冷流体的密度(kg/m 3)；C pl －冷流体的定压比热容[J/(kg.℃)]； t l2 －冷流体流出换热器时的温度(℃)； t l1 －冷流体进入换热器时的温度(℃)。
【精选】换热器传热系数的测定
实验四传热系数的测定一、实验目的二、基本原理和换热器结构原理三、设备参数四、实验步骤五、实验报告要求六、思考题实验目的1、了解换热器的基本结构与操作原理；2、学习传热系数K与对流传热系数α的测定方法；3、学习如何运用实验的方法求出描述过程规律的经验公式，检验通用的传热膜系数准数方程；4、了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。
在工业生产中，要实现热量的交换，须采用一定的设备，此种交换的设备称为换热器。
化工生产中所指的换热器，常指间壁式换热器，它利用金属壁将冷、热两种流体间隔开，热流体将热传到壁面的另一侧（对流传热），通过坚壁内的热传递再由间壁的另一侧将热传递给冷流体。
从而使热流体物流被冷却，冷流体被加热，满足化工生产中对冷物流或热物流温度的控制要求。
对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为： 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 。
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，再两边取对数，即得到直线方程：nm A Nu Pr Re ⋅⋅=Re lg lg Prlg 4.0m A Nu +=在双对数坐标中作图，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：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： 4.0PrRe ⋅=m Nu A mt A Q ∆⋅⋅=α式中：α—传热膜系数，[W/m 2 ℃]；Q —传热量，［W ］；A —总传热面积，[m 2]；∆t m —管壁温度与管内流体温度的对数平均温差， [℃]。
传热量Q 可由下式求得：式中：W —质量流量，[kg/h]；C p —流体定压比热，[J/kg ℃]；t 1、t 2—流体进、出口温度， [℃]；ρ—定性温度下流体密度，[kg/m 3]；V —流体体积流量，[m 3/s]。
传热系数K——精选推荐
传热系数K
● 传热系数K 值的大小取决于流体的物性、传热过程的操作条件和所用换热器的类型等。
● 传热系数K 值的确定
一、 经验值
二、 现场测定
三、 计算法
根据传热的总热阻等于各个分热阻之和，即
o o m i i A A A KA αλδα111++=
基于管壁外表面积A o 的传热系数K o 为：
o m o i i o o m o i i o o d A d d A A A A K αλδααλδα1111++=++=
考虑垢阻影响的传热系数K o 为：
o Ao m o i o Ai i i o o R d d d d R d d K αλδα11
++++=
计算K 值时一定应与其管壁的表面积A 相对应。
当两侧对流传热系数α值相差较大时，要提高K 值，关键在于提高对流传热系数α值小者；若两侧对流传热系数α值相差不大时，则必须同时提高两侧的α值，方能提高K 值。
● 传热面积 根据换热要求，换热器所需要的传热面积：m o t K Q
A ∆=0
考虑15%～25%的安全系数，即 ()0025.1~15.1A A =需
设备实际能提供的传热面积应根据设备结构计算。
对于管式换热器的传热面积，可根据其管径、管长、及管数的多少而定，即 L d n A 00π=设备。
换热器的传热系数K(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】介质不同，传热系数各不相同我们公司的经验是：1、汽水换热：过热部分为800~1000W/m2.℃饱和部分是按照公式K=2093+786V(V是管内流速）含污垢系数0.0003。
水水换热为：K=767(1+V1+V2)(V1是管内流速，V2水壳程流速）含污垢系数0.0003实际运行还少有保守。
有余量约10%冷流体热流体总传热系数K，W/(m2.℃)水水 850～1700水气体 17～280水有机溶剂 280～850水轻油 340～910水重油60～280有机溶剂有机溶剂115～340水水蒸气冷凝1420～4250气体水蒸气冷凝30～300水低沸点烃类冷凝 455～1140水沸腾水蒸气冷凝2000～4250轻油沸腾水蒸气冷凝455～1020不同的流速、粘度和成垢物质会有不同的传热系数。
K值通常在800~2200W/m2·℃范围内。
列管换热器的传热系数不宜选太高，一般在800-1000 W/m2·℃。
螺旋板式换热器的总传热系数（水—水）通常在1000~2000W/m2·℃范围内。
板式换热器的总传热系数（水（汽）—水）通常在3000~5000W/m2·℃范围内。
1．流体流径的选择哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例)(1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。
(2) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。
(3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。
(4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。
(5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。
(6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。
(7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。
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原始数据记录
Q h Ah T tw1 Q c Ac tw2 t A Q m tw1 tw 2
Q KAT t
Q T tw1 tw1 tw 2 tw 2 t T t 1 1 1 h Ah Am c Ac KA 1 K 1 1 h Ah Am c Ac
K qm 2C p 2 (t2 t1 ) Atm
t 2 t1 t m T t1 ln T t2
实验组织方法
A---------由换热器的结构参数而定； qm2--------测冷流体的流量计； t1、t2-----测冷流体的进、出口温度计； T --------测热流体的进口温度计； Cp2--------由冷流体的进、出口平均温度定。 将以上仪表、换热器、气源、及管件阀门等部 件组建成如下实验装置图。
传热过程的参数共有13个，采用因次分 析方法 ： π=13-4=9个无因次数群
简化工程处理方法
过程分解和过程合成法 ：
该方法的基本处理过程是将研究的对象分解 成两个或多个子过程 。即：
K f 1,2
分别对α1、α2进行研究：
1 f d1 , u1 , 1 , 1 c p d f ,
Nu ao Reb Prc
传热系数K的实验测定
热量衡算式和传热速率方程式
热量衡算式: Q q m2Cp 2 (t2 - t1 ) 传热速率式: Q KA t m
其中： 两式联立，得：
Q
T tw1 tw1 tw 2 tw 2 t T t 1 1 1 h Ah Am c Ac KA
1 1 h Ah Am c Ac 1
K
K f d1, 1, 1 , cp1, 1, u1, , , 2 , 2 , cp2 , 2 , u2 f (6,2,5)
实验流程
实验步骤
先开冷却水转子流量计阀门，再开热空气进口 调节阀。 整个实验操作控制热空气进口温度恒定在170～ 175之间任何某一刻度，分别改变冷流体流量和 热流体流量，达到改变流速的目的。 待冷流体出口温度显示值保持10min以上不变时 方可同时采集实验数据。 实验结束时，先关调压变压器开关，保持冷却 水继续流动10min，以足够冷却壁温，保护加热 器正常。 上机数据处理。
传热系数K的测定
实验目的
了解间壁式传热元件的研究和传热系数测定 的实验组织方法 掌握借助于热电偶测量进出口温度的方法 学会传热系数测定的试验数据处理方法 了解影响传热系数的因素和强化传热的途径
实验原理
间壁式换热装置 : 由热流体对固体壁面的对 流给热，固体壁面的热传导和 固体对冷流体的对流给热三个 传热过程所组成。