化工原理 传热综合实验报告 数据处理
化工原理传热实验报告数据处理
化工原理传热实验报告数据处理一、引言在化工工程中，传热是一个非常重要的过程。
通过实验研究传热过程，可以帮助我们更好地理解传热机制，优化传热设备的设计和运行。
本实验旨在通过传热实验数据的处理和分析，研究不同传热介质和传热条件下的传热性能。
二、实验目的1.熟悉传热实验的基本原理和操作方法；2.学习传热实验数据的处理和分析方法；3.掌握不同传热介质和传热条件下的传热性能。
三、实验仪器和材料1.传热实验装置：包括传热介质循环系统、加热系统、温度测量系统等；2.传热介质：可以选择水、油等。
四、实验步骤1.准备实验装置：确保实验装置的正常运行，检查加热系统、循环系统和温度测量系统是否正常；2.设置实验参数：根据实验要求，设置传热介质的流量、温度和压力等参数；3.开始实验：打开实验装置的电源，启动传热介质循环系统，加热传热介质到设定温度；4.记录数据：在实验过程中，记录传热介质的流量、温度和压力等数据；5.结束实验：实验结束后，关闭实验装置的电源，停止传热介质循环系统；6.处理数据：对实验记录的数据进行处理和分析。
五、数据处理和分析1.温度变化曲线分析：根据实验记录的温度数据，绘制温度变化曲线。
通过观察曲线的变化趋势，分析传热介质在不同条件下的传热性能；2.热传导计算：根据实验数据和传热方程，计算传热介质的热传导系数。
可以通过改变传热介质和传热条件，比较不同情况下的热传导系数差异；3.热对流计算：根据实验数据和传热方程，计算传热介质的热对流系数。
可以通过改变传热介质和传热条件，比较不同情况下的热对流系数差异；4.换热器效率计算：根据实验数据和换热方程，计算换热器的换热效率。
可以通过改变传热介质和传热条件，比较不同情况下的换热效率差异。
六、实验结果与讨论1.温度变化曲线：根据实验数据绘制的温度变化曲线显示，在不同传热介质和传热条件下，温度的变化趋势有所差异。
这表明传热介质的传热性能受到传热介质和传热条件的影响；2.热传导系数：通过计算传热介质的热传导系数，可以发现不同传热介质的热传导性能有所差异。
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。
传热实验报告数据处理
传热实验报告数据处理
前言：
本次实验主要研究材料导热性质、传热规律等基本知识，是一次重要的实验课程。
在实验过程中，我们进行了详细的记录和调研，并对数据进行了处理和分析。
实验设计：
本次实验是通过测量不同材料的传热性质来研究传热规律。
实验中使用的设备有导热酒精灯、铝棒、铜棒等。
在实验过程中，我们按照要求将不同材料的导热性质分别测量，并记录数据。
数据处理：
在实验中，我们测量了不同材料的热导率，并得到以下数据：
1. 铝棒：热导率为 237 W/(m·K)
2. 铜棒：热导率为 398 W/(m·K)
3. 玻璃棒：热导率为 1.38 W/(m·K)
4. 塑料棒：热导率为 0.14 W/(m·K)
通过对以上数据的处理和分析，我们得到了以下结论：
1. 铜棒的传热性更好。
因为铜棒的热导率比铝棒高，能够更快
地将热量从一个区域传到另一个区域。
2. 玻璃棒和塑料棒的传热性质很差。
因为它们的热导率非常低，无法快速传递热量，需要较长时间才能达到热平衡。
3. 通过实验我们得知不同材料的传热性质不同。
为了将材料的
传热性能发挥到最大，我们需要对其进行合理的选择和处理。
结论：
通过本次实验，我们深入了解了材料的传热性质和传热规律等基本知识，并通过对数据的处理和分析得出了结论。
我们相信，这次实验对于我们的学习和研究具有重要的指导意义。
化工原理实验传热实验报告
化工原理实验传热实验报告化工原理实验传热实验报告一、引言传热是化工过程中不可或缺的环节，对于提高反应速率和产品质量具有重要意义。
为了研究传热现象，我们进行了一系列的实验。
本实验旨在通过传热实验，探究传热的基本原理和影响因素，为化工过程的优化提供理论依据。
二、实验目的1. 了解传热的基本原理和传热方式；2. 掌握传热实验的基本方法和技巧；3. 分析传热过程中的影响因素。
三、实验原理1. 传热方式传热主要有三种方式：传导、对流和辐射。
传导是通过物质内部的分子传递热量，对流是通过流体的运动传递热量，辐射是通过电磁波传递热量。
2. 传热方程传热过程可以用传热方程来描述，常见的传热方程有热传导方程、牛顿冷却定律和斯特藩－玻尔兹曼定律。
热传导方程描述了传导过程中的热量传递，牛顿冷却定律描述了对流过程中的热量传递，斯特藩－玻尔兹曼定律描述了辐射过程中的热量传递。
3. 传热系数传热系数是描述传热能力的物理量，它与传热介质的性质和传热过程中的条件有关。
传热系数越大，传热能力越强。
四、实验装置和步骤1. 实验装置本实验采用了传热实验装置，包括传热试验台、传热介质、传热表面、传热源和传热计等。
2. 实验步骤（1）将传热试验台接通电源，使传热源加热。
（2）调节传热介质的流量和温度。
（3）通过传热计测量传热过程中的温度变化。
（4）记录实验数据，并进行数据处理和分析。
五、实验结果与分析通过实验测得的数据，我们可以计算传热系数和传热速率，进而分析传热过程中的影响因素。
1. 传热系数传热系数与传热介质的性质、传热表面的形状和条件有关。
通过实验数据的处理，我们可以计算得到传热系数，并与理论值进行比较，从而评估传热实验的准确性和可靠性。
2. 传热速率传热速率是描述传热过程中热量传递的快慢程度的物理量。
通过实验数据的处理，我们可以计算得到传热速率，并分析传热过程中的传热效率和能耗。
六、实验总结通过本次传热实验，我们深入了解了传热的基本原理和传热方式，掌握了传热实验的基本方法和技巧。
传热实验实验报告数据处理
传热实验实验报告数据处理传热是物理学中的一个重要分支，它研究的是物质内部或不同物质之间的热量传递规律。
在工程领域中，传热的研究对于提高能源利用效率、改善产品性能等方面都有着重要的意义。
因此，传热实验也成为了工程领域中不可或缺的一部分。
本文将以传热实验为例，介绍实验报告中的数据处理方法。
一、实验原理传热实验是通过测量物体在不同温度下的热传递情况，来研究物体的传热规律。
在实验中，我们通常会使用热传导仪器来测量物体的热传导系数。
热传导系数是指单位时间内，单位面积上的热量传递量与温度差之比。
在实验中，我们可以通过测量物体的温度变化来计算出热传导系数。
二、实验步骤1. 实验前准备在进行传热实验之前，我们需要准备好实验所需的仪器和材料。
通常情况下，我们会使用热传导仪器、温度计、电热丝等设备。
同时，我们还需要准备好实验所需的样品，例如金属棒、塑料棒等。
2. 实验操作在实验中，我们需要将样品放置在热传导仪器中，并将电热丝加热至一定温度。
然后，我们可以通过测量样品的温度变化来计算出热传导系数。
在实验过程中，我们需要注意保持实验环境的稳定，避免外界因素对实验结果的影响。
3. 数据处理在实验结束后，我们需要对实验数据进行处理。
通常情况下，我们会将实验数据绘制成图表，以便更直观地观察数据变化趋势。
同时，我们还需要对数据进行统计分析，例如计算平均值、标准差等指标，以便更准确地评估实验结果的可靠性。
三、数据处理方法1. 绘制图表在实验报告中，我们通常会将实验数据绘制成图表，以便更直观地观察数据变化趋势。
在绘制图表时，我们需要选择合适的图表类型，并设置好图表的坐标轴、标签等参数。
同时，我们还需要注意图表的美观性和易读性，以便更好地展示实验结果。
2. 计算平均值和标准差在实验报告中，我们通常会计算实验数据的平均值和标准差，以便更准确地评估实验结果的可靠性。
计算平均值和标准差的方法如下：平均值：将所有数据相加，再除以数据的个数。
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=。
传热综合实验实验报告数据处理
传热综合实验实验报告数据处理传热是物质内部或不同物质之间热量传递的过程，是热力学中的重要概念之一。
为了更好地理解传热现象，学习传热的基本规律和特性，我们进行了传热综合实验。
实验目的：通过实验研究不同材料的导热性能，探究传热的规律，加深对传热知识的理解。
实验仪器和材料：1.导热仪：用于测量不同材料的导热系数。
2.热平衡仪：用于测量不同材料的热平衡状态。
3.热导率测定装置：用于测量材料的热导率。
4.不同材料样品：如金属、塑料、木材等。
实验步骤：1.准备不同材料的样品，并测量其初始温度。
2.将样品放入导热仪中，测量不同时间下样品的温度变化，并记录数据。
3.将样品放入热平衡仪中，观察不同材料的热平衡状态，并记录数据。
4.使用热导率测定装置，测量不同材料的热导率，并记录数据。
实验结果和数据处理：根据实验所得数据，我们进行了数据处理和分析，得出了以下结论：1.不同材料的导热系数存在明显差异。
金属材料具有较高的导热系数，而塑料和木材等非金属材料的导热系数较低。
这是因为金属材料中的自由电子具有很高的导热能力，而非金属材料中的分子运动受限，导致热的传递较慢。
2.不同材料的热平衡状态存在差异。
通过观察热平衡仪中的样品，我们可以发现金属材料的热平衡状态较快，而非金属材料的热平衡状态较慢。
这是由于金属材料的导热性能好，能够迅速将热量传递到周围环境，而非金属材料的导热性能较差，导致热平衡状态的达到需要更长的时间。
3.不同材料的热导率也存在差异。
热导率是材料传导热量的能力的物理量，是描述材料导热性能的重要指标。
通过测量不同材料的热导率，我们可以得出不同材料导热性能的大小关系，并进一步验证了导热系数的差异。
通过以上实验和数据处理，我们深入了解了传热的规律和特性。
不同材料的导热性能受材料本身的性质和结构等因素影响，这对于工程领域的材料选择和热传导问题的解决具有重要意义。
在实际应用中，我们可以根据不同需求选择合适的材料，以达到更好的热传导效果。
传热实验实验报告数据处理
传热实验实验报告数据处理传热实验实验报告数据处理一、实验目的本次传热实验的目的是通过测量不同材料和不同几何形状的物体在稳态条件下的温度分布，了解传热过程中各种因素对传热速率和传热方式的影响。
二、实验原理本次实验采用导热板法进行测量，即在物体表面放置一块导热板，通过测量导热板两端的温度差来计算物体表面的温度分布情况。
导热板法适用于固体材料，其原理是利用物质内部分子间相互作用力使能量自高温区向低温区传递。
当物质内部达到稳定状态时，能量自然会达到平衡状态。
三、实验步骤1. 准备工作：将所需材料（如铜、铝、钢等）制成不同几何形状（如圆柱形、球形等）。
2. 将导热板放置在试样表面，并记录下导热板两端的温度差。
3. 重复步骤2，直至记录到试样表面各点的温度差。
4. 对于每个试样，重复步骤2-3，记录不同时间下的温度分布情况。
5. 根据实验数据计算出不同试样的导热系数和传热速率。
四、实验数据处理1. 温度差计算：将导热板两端的温度差值除以导热板长度得到温度梯度。
例如，若导热板长度为L，两端温度分别为T1和T2，则温度梯度为(T2-T1)/L。
2. 传热速率计算：根据实验数据可得到试样表面各点的温度分布情况，利用傅里叶传热定律计算出传热速率。
公式如下：q=-kA(dT/dx)其中，q表示单位时间内通过物体某一截面的能量流量，k表示物体的导热系数，A表示截面积，(dT/dx)表示温度梯度。
3. 导热系数计算：根据传热速率公式可得到物体的导热系数。
公式如下：k=qL/(AΔT)其中，q表示单位时间内通过物体某一截面的能量流量，L表示能量流动方向上的长度，A表示截面积，ΔT表示两端温差。
五、实验结果分析根据实验数据处理结果，我们可以得到不同材料和几何形状的物体的导热系数和传热速率。
通过比较不同物体的导热系数和传热速率，可以得出以下结论：1. 不同材料的导热系数存在差异，一般来说金属类材料的导热系数较高。
2. 不同几何形状的物体传热速率也存在差异，一般来说球形物体传热速率最快。
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化工原理 传热综合实验报告 数据处理
七、实验数据处理
1.蒸汽冷凝与冷空气之间总传热系数K 的测定，并比较冷空气以不同流速u 流过圆形直管时，总传热系数K 的变化。
实验时蒸汽压力：0.04MPa （表压力），查表得蒸汽温度T=109.4℃。
实验装置所用紫铜管的规格162mm mm φ⨯、 1.2l m =，求得紫铜管的外表面积
200.010.060318576281.o S d l m m m ππ=⨯⨯=⨯⨯=。
根据2
4s s
V V u A d
π=
=、0.012d m =，得到流速u ，见下表2： 表2 流速数据
取冷空气进、出口温度的算术平均值作为冷空气的平均温度，查得冷空气在不同温度下的比热容p c 、黏度μ、热传导系数λ、密度ρ，如下表3所示：
表3 查得的数据
t 进/℃ t 出/℃ t 平均/℃
()p c J kg ⋅⎡⎤⎣⎦
℃ Pa s μ⋅ ()W m λ⋅⎡⎤⎣⎦℃ ()3
kg m ρ-⋅ 22.1 77.3 49.7 1005
0.0000196 0.0283 1.093 24.3 80.9 52.6 1005 0.0000197 0.02851 1.0831 26.3 82.7 54.5 1005 0.0000198 0.02865 1.0765 27.8 83 55.4 1005 0.0000198 0.02872 1.0765 29.9 83.6 56.75 1005 0.0000199 0.02879 1.0699 31.8 83.7 57.75 1005 0.00002 0.02886 1.0666 33.7 83.8 58.75 1005 0.0000200 0.02893 1.0633 35.6
84
59.8
1005 0.0000201 0.029 1.06
根据公式()()=V s p s p Q m c t t c t t ρ=--出进出进、
()()ln m T t T t t T t T t ---∆=--进出进出
，
求出Q
序号 ()31s
V m h -⋅ ()1u m s -⋅
1 2.5 6.140237107
2 5 12.28047421
3 7.5 18.42071132
4 10 24.56094843
5 12.5 30.70118553
6 15 36.84142264
7 17.5 42.98165975 8
20
49.12189685
和m t ∆，0S 已知，由0m
Q
K S t =
⋅∆，即可求出蒸汽冷凝与冷空气之间总传热系数K 。
不同流速u 下，蒸汽冷凝与冷空气之间总传热系数K 见下表4：
表4 不同流速下的总传热系数K 序号
()1u m s -⋅
Q W
m t ∆℃
()2
K W m ⎡⎤⋅⎣⎦℃
1 6.140237107 42.107825 55.1727208 12.65281954
2 12.28047421 85.56941292 51.74039002 27.41812552
3 18.42071132 127.1211938 49.67494896 42.42574126
4 24.56094843 165.8886
5 48.91599445 56.22308757 5 30.70118553 200.4892297 47.7171082
6 69.65717165 6 36.84142264 231.8055113 46.96507711 81.8271873
7 7 42.98165975 260.2526434 46.20979133 93.37057816 8
49.12189685
286.4473333
45.3774295
104.65351
讨论：
由上表可以看出：随着流体流速的增加，冷空气与蒸汽之间的总传热系数K 也在增加，说明增大流速有利于促进流体间的传热。
2.冷空气在圆形直管内作强制湍流时对流传热系数α的测定。
实验时所用紫铜管的规格162mm mm φ⨯、 1.2l m =，求得紫铜管的内表面积
20.00.0452389312 1.23i i S d l m m m ππ=⨯⨯=⨯⨯=。
取3个取温点的算术平均值作为进、出口的壁温，然后根据公式
()()ln w w m w w t t t t t t t t t ---∆=
--进进出出进进
出出
，求出冷空气和管壁的对数平均温差m
t
∆，Q 已知，由
i m Q S t α=∆，即可确定冷空气在圆形直管内强制湍流时的对流传热系数α。
经计
算，不同流速u 所对应的对流传热系数α如下表5所示：
表5 不同流速下的对流传热系数α 序号
()1u m s -⋅
Q W
m t ∆℃
()2
W m α⎡⎤⋅⎣⎦℃
1 6.140237107 42.107825 52.12901056 17.855457
2 12.28047421 85.56941292 48.66770525 38.86559545
3 18.42071132 127.1211938 46.72965708 60.13301939
4 24.56094843 165.8886
5 45.821381
6 80.02692612 5 30.70118553 200.489229
7 44.81148143 98.89842794 6 36.84142264 231.8055113 44.13365594 116.1024795 7 42.98165975 260.2526434 43.40293793 132.5450961 8
49.12189685
286.4473333
42.56409613
148.7609732
讨论：
（1）不同流速下的总传热系数K 与对流传热系数α：
序号 ()2
W m α⎡⎤⋅⎣⎦
℃ ()2K W m ⎡⎤⋅⎣⎦℃ 1
17.855457 12.65281954 2 38.86559545 27.41812552 3 60.13301939 42.42574126 4 80.02692612 56.22308757 5 98.89842794 69.65717165 6 116.1024795 81.82718737 7 132.5450961 93.37057816 8 148.7609732 104.65351
由上表可以看出：总传热系数K 总是接近并小于对流传热系数α小的一侧流体的对流传热系数，要想提高K ，关键在于提高α较小侧流体的对流传热系数。
（2）壁温与壁两侧流体温度：
根据表1，壁温在106℃左右，实验所用的饱和蒸汽温度为109.4℃，冷流体进口温度2235℃，出口温度7784℃，可以看出壁温总是接近对流传热系数α较大侧流体的温度。
3. Nu 和Re 之间关系的确定。
根据公式i
d Nu αλ⋅=
、p c Pr μλ⋅=、i d u Re ρμ
⋅⋅=，结合表3、表5可以分别
求出在不同雷诺数Re 下的努赛尔特准数Nu 、普兰特准数Pr ，见下表6：
表6 雷诺数Re 、努赛尔特准数Nu 、普兰特准数Pr 之间的关系
序号 Re Nu Pr
1
4108.946423 7.571218515 0.696042403 2 8081.609086 16.35872134 0.696203087 3 11987.84629 25.18660498 0.696308901 4 15983.79505 33.43743431 0.694611769 5 19757.71332 41.2219915 0.696413685 6 23577.03683 48.27545927 0.696465696 7 27353.05664 54.97895447 0.696517456 8
31086.09592
61.55626476
0.696568966
对于低黏度流体，在圆形直管内做强制湍流时，关系式可表示为：
0.4m Nu CRe Pr =
对上式左右两边同时取对数，得到直线方程：
0.4lg lg lg Nu
C m Re Pr
=+
在双对数坐标系中对
0.4
Nu
Re Pr -作图，得到图2：
拟合出的直线方程为 1.03295 2.76902y x =-。
所以， 1.03295m =、0.0017C =，即 1.032950.40.0017Nu Re Pr =。
误差分析：
实验测得的关系式与Dittus-Boelter 关系式不同，原因如下： ① 前两次实验的雷诺数10000Re <，对实验结果有影响；
② 本实验条件下()0.690.7,120Pr =∉，不适用于Dittus-Boelter 关系式； ③ 实验固有误差影响。