气~气列管式换热器实验数据处理
列管换热器实验装置说明书
列管换热器实验装置说明书天津大学化工基础实验中心2011．10一、实验目的：本实验装置是以水蒸气-空气为传热介质，采用列管换热器对流换热，用于教学实验中，通过对列管换热器对流传热系数、总传热系数K 的测定，加深了解间壁传热的基本概念和基本理论，了解各种影响因素对传热效率的影响。
二、换热器实验简介：1、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，可采用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的换热器类型。
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。
总传热系数K 通过实验可测定 Om iS t Q K ⨯∆=（1）式中：K —列管换热器总传热系数，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）12211221lnt 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，℃；t w 逆 —逆流时平均温度差，℃；ψ—温差校正系数，由于实验用列管换热器采用单管程单壳程所以ψ=1。
管内换热面积： 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：3600mm m V W ρ=（6） 式中： m V —冷流体在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。
气-气列管换热器实验
序号
热流体
冷流体
流量
进口温度
出口温度
流量
进口温度
出口温度
1
50
72.3
64.9
10.2
25.7
51.5
2
50
72.3
64
20
25.5
50.4
3
50
72.1
61.5
30.1
25.7
47.9
4
50
72.1
59.3
40
25.9
45.6
5
50
72.4
56.9
50
25.9
43.1
6
50
72.4
3
220.5994082
46.4
13.6
26.72686368
16.8445830
4
259.967086
46.2
13.7
26.73612102
19.8437564
5
283.720438
46.5
13.8
26.91837193
21.5102635
6
304.526587
46.2
13.8
26.81428414
由此可得换热器的总给热系数在本实验装置中为了尽可能提高换热效率采用热流体走管内冷流体走管间形式但是热流体热量仍会有部分损失所以q应以冷流体实际获得的热能测算即则冷流体质量流量m2已经转换为密度和体积等可测算的量其中为冷流体的进口体积流量所以除查表外对于在0100之间空气的各物性不温度的关系有如下拟合公式
除查表外，对于在0～100℃之间，空气的各物性与温度的关系有如下拟合公式。
（1）气的密度与温度的关系式：
冷热空气列管换热器传热综合实验
冷热空气列管换热器传热综合实验冷热空气列管换热器是一种常见的传热设备，广泛应用于空调、暖通、工业制冷等领域。
其工作原理是利用冷热空气在列管内流动，通过壁面传热的方式实现热量的传递。
本文将从实验角度介绍冷热空气列管换热器的传热综合实验。
实验器材本实验需要的器材包括：冷热空气列管换热器，热电偶、数字温度计、风速仪、水泵、水箱、冷热水流量计、波形发生器、示波器等。
实验步骤1. 将冷水泵水箱与热水泵水箱分别连接到冷热空气列管换热器上，保证水流畅通。
2. 将风速仪插入冷热空气列管换热器进气口处，测量进口风速，并调节波形发生器输出频率和幅值，控制风速在一定范围内。
3. 在冷热空气列管换热器进口处安装热电偶，并使用数字温度计测量进口温度。
4. 在冷热空气列管换热器出口处安装热电偶，并使用数字温度计测量出口温度。
5. 同时，在冷热水流量计进口处和出口处分别安装热电偶，并使用数字温度计测量进口温度和出口温度。
6. 开始实验，记录进口风速、进口温度、出口温度、冷水进口温度、冷水出口温度、热水进口温度、热水出口温度等数据，并计算冷热空气列管换热器的传热效率。
实验分析通过实验数据的分析，我们可以得到冷热空气列管换热器的传热效率，进而评估其传热性能。
一般来说，传热效率与进口温度、出口温度、风速等因素有关。
当进口温度较高、出口温度较低、风速较大时，传热效率较高。
反之，传热效率较低。
我们还可以根据实验数据确定冷热空气列管换热器的最佳工作参数，以提高传热效率。
例如，可以通过调节风速、进口温度、水流量等因素，优化冷热空气列管换热器的传热性能。
总结冷热空气列管换热器是一种重要的传热设备，其传热性能直接影响到空调、暖通、工业制冷等领域的使用效果。
通过本文介绍的实验，我们可以深入了解冷热空气列管换热器的传热过程，评估其传热性能，并确定最佳工作参数，以提高传热效率。
列管式换热器实验报告
列管式换热器实验报告列管式换热器实验报告一、引言换热是工程中常见的过程，而列管式换热器是一种常用的换热设备。
本实验旨在通过实际操作和数据记录，探究列管式换热器的换热性能和工作原理。
二、实验目的1. 了解列管式换热器的基本结构和工作原理；2. 掌握列管式换热器的性能参数测试方法；3. 分析不同操作条件下列管式换热器的换热效果。
三、实验装置和方法1. 实验装置：实验装置包括列管式换热器、水泵、流量计、温度计等设备；2. 实验方法：首先，将冷水和热水分别通过水泵送入列管式换热器，通过调节流量计控制水流速度。
然后，分别测量冷水和热水的进口温度和出口温度，并记录下来。
四、实验结果与分析通过实验记录的数据，我们可以计算出列管式换热器的换热效果。
根据实验数据，我们可以绘制出冷水和热水的温度变化曲线，并计算出换热器的传热系数。
五、实验误差分析在实验过程中，由于设备和操作的限制，可能会出现一定的误差。
例如，温度计的精确度、流量计的准确度等都会对实验结果产生影响。
为了减小误差，我们可以采取一些措施，如多次重复实验、使用更精确的仪器等。
六、实验结论通过实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 列管式换热器能够有效地实现冷热介质之间的热量传递；2. 换热器的传热效果受到流速、温差等因素的影响；3. 实验误差对结果的影响不可忽视，需要进行精确的数据处理。
七、实验应用与展望列管式换热器在工业生产中有着广泛的应用，例如化工、制药、食品等领域。
通过进一步研究和改进，可以提高换热器的换热效率和节能性能。
八、总结通过本次实验，我们深入了解了列管式换热器的工作原理和性能参数测试方法。
通过实际操作和数据记录，我们对换热器的换热效果有了更深入的认识。
实验结果对于工程实践具有一定的指导意义。
九、参考文献[1] 张三, 李四. 列管式换热器的研究进展[J]. 化工技术与开发, 2018, 45(3): 56-60.[2] 王五, 赵六. 列管式换热器的性能测试与分析[J]. 热力学与能源工程, 2019,52(2): 78-82.以上是对列管式换热器实验的简要报告，通过实验的操作和数据记录，我们对该设备的工作原理和性能有了更深入的了解。
列管式换热器设计_课程设计说明书 精品
化工原理课程设计说明书列管式换热器设计专业：过程装备与控制工程学院：机电工程学院化工原理课程设计任务书某生产过程的流程如图3-20所示。
反应器的混合气体经与进料物流换热后，用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后，进入吸收塔吸收其中的可溶性组分。
已知混合气体的流量为220301kg h ，压力为6.9MPa ，循环冷却水的压力为0.4MPa ，循环水的入口温度为29℃，出口的温度为39℃，试设计一列管式换热器，完成生产任务。
已知：混合气体在85℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值） 密度 3190kg m ρ= 定压比热容1 3.297p c kj kg = ℃ 热导率10.0279w m λ= ℃ 粘度51 1.510Pa s μ-=⨯ 循环水在34℃下的物性数据： 密度 31994.3kg m ρ= 定压比热容1 4.174p c kj kg = K 热导率10.624w m λ= K 粘度310.74210Pa s μ-=⨯目录1、确定设计方案 ............................................................................................. - 5 -1.1选择换热器的类型 (5)1.2流程安排 (5)2、确定物性数据............................................................................................. - 5 -3、估算传热面积............................................................................................. - 6 -3.1热流量 (6)3.2平均传热温差 (6)3.3传热面积 (6)3.4冷却水用量 (6)4、工艺结构尺寸............................................................................................. - 6 -4.1管径和管内流速 (6)4.2管程数和传热管数 (6)4.3传热温差校平均正及壳程数 (7)4.4传热管排列和分程方法 (7)4.5壳体内径 (7)4.6折流挡板 (8)4.7其他附件 (8)4.8接管 (8)5、换热器核算 ................................................................................................ - 9 -5.1热流量核算 (9)5.1.1壳程表面传热系数.......................................................................................... - 9 -5.1.2管内表面传热系数.......................................................................................... - 9 -5.1.3污垢热阻和管壁热阻.................................................................................... - 10 -5.1.4传热系数........................................................................................................ - 10 -5.1.5传热面积裕度................................................................................................ - 10 -5.2壁温计算.. (10)5.3换热器内流体的流动阻力 (11)5.3.1管程流体阻力................................................................................................ - 11 -5.3.2壳程阻力........................................................................................................ - 12 -5.3.3换热器主要结构尺寸和计算结果................................................................ - 12 -6、结构设计 .................................................................................................. - 13 -6.1浮头管板及钩圈法兰结构设计 (13)6.2管箱法兰和管箱侧壳体法兰设计 (14)6.3管箱结构设计 (14)6.4固定端管板结构设计 (15)6.5外头盖法兰、外头盖侧法兰设计 (15)6.6外头盖结构设计 (15)6.7垫片选择 (15)6.8鞍座选用及安装位置确定 (15)6.9折流板布置 (16)6.10说明 (16)7、强度设计计算........................................................................................... - 16 -7.1筒体壁厚计算 (16)7.2外头盖短节、封头厚度计算 (17)7.3管箱短节、封头厚度计算 (17)7.4管箱短节开孔补强校核 (18)7.5壳体接管开孔补强校核 (19)7.6固定管板计算 (20)7.7浮头管板及钩圈 (21)7.8无折边球封头计算 (21)7.9浮头法兰计算 (22)参考文献 ....................................................................................................... - 23 -1、确定设计方案1.1选择换热器的类型两流体温的变化情况：热流体进口温度110℃ 出口温度60℃；冷流体进口温度29℃，出口温度为39℃，该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大，因此初步确定选用浮头式换热器。
传热综合实验测定列管换热器总传热系数
实验名称: 传热综合实验测定列管换热器一、实验内容测定列管式换热器的对流传热系数K。
二、实验目的通过测定列管换热器传热数据计算总传热系数K，加深对其概念的理解。
三、实验基本原理（1）传热过程基本原理传热是指由于温度差引起的能量转移，又称热传递。
由热力学第二定律可知，凡是有温度差存在时，热量就必然发生从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。
总传热系数K是评价换热器性能的一个重要参数，也是对换热器进行传热计算的依据。
对于已有的换热器，可以通过测定有关数据，如设备尺寸、流体的流量和温度等，然后由传热速率方程式（1-1）计算K值。
传热速率方程式是换热器传热计算的基本关系。
在该方程式中，冷、热流体的温度差△T是传热过程的推动力，它随传热过程冷热流体的温度变化而改变。
传热速率方程式Q=K×S×ΔTm （1-1）所以对于总传热系数K=Cp×W×(T2-T1)/(S×ΔTm)T2(1-2)式中：Q----热量(W)；S----传热面积(m2)；△Tm----冷热流体的平均对数温差(℃)；K----总传热系数(W/(m2·℃))；C P----比热容(J/(Kg·℃))；W----冷流体质量流量(Kg/s)；T2-T1----冷流体进出口温差(℃)。
（2）换热器简介列管式换热器：是固定管板式换热器，它是列管换热器的一种。
它由壳体、管束、管箱、管板、折流挡板、接管件等部分组成。
其结构特点是，两块管板分别焊于壳体的两端，管束两端固定在管板上。
它具有结构简单和造价低廉的优点。
开车前首先检查管路、各种换热器、管件、仪表、流体输送设备是否完好，检查阀门、分析测量点是否灵活好用。
四、实验方法及步骤1.实验准备：检查实验装置处在开车前的准备状态。
2.换热器实验：1）打开总电源开关。
2）打开列管式换热器热流体进口阀和列管式换热器冷流体进口阀。
气汽对流传热综合实验数据处理
1234孔板压差ΔP(KPa)0.52 1.53 2.56 3.57空气入口温度t1(℃)25.626.126.526.8ρt1（kg/m3） 1.18 1.18 1.18 1.18空气出口温度t2(℃)72.766.166.167.5壁面温度Tw(℃)99.799.799.799.7管内平均温度t m(℃)49.1546.146.347.15ρm（kg/m3） 1.09 1.1 1.1 1.1λm(W/m·℃)0.0280.0280.0280.028 Cp m(J/kg·℃)1005100510051005μm(Pa·s)0.00001970.00001950.00001950.0000195空气进出口温差Δt(℃)47.14039.640.7平均温差Δt m (℃)50.5553.653.452.55 20℃时空气流量V20(m3/h)16.3728.0736.3142.88计量计处空气流量Vt1（m3/h)16.5228.3636.7143.38管内平均流量Vm（m3/h）17.9030.9740.0147.10平均流速um(m/s)15.8327.3835.3741.64传热量Q（W）381.29705.86908.481052.47αi(W/m2·℃)120.03209.56270.73318.71 Re17514.4030892.1839908.6146981.93Nu85.74149.69193.38227.65Pr0.710.700.700.70Pr0.40.870.870.870.87Nu/Pr0.498.49172.65223.04262.58孔板压差ΔP(KPa)0.20.7 1.2 1.7空气入口温度t1(℃)30.631.332.132.4ρt1（kg/m3） 1.165 1.161 1.158 1.158空气出口温度t2(℃)81.676.776.576壁面温度Tw(℃)100100100100管内平均温度t m(℃)56.15454.354.2ρm（kg/m3） 1.073 1.08 1.08 1.08λm(W/m·℃)0.2870.2860.2860.286 Cp m(J/kg·℃)1005100510051005μm(Pa·s) 1.94*10^-6 1.93*10^-6 1.93*10^-6 1.93*10^-6空气进出口温差Δt(℃)5145.444.443.6平均温差Δt m (℃)43.94645.745.8 20℃时空气流量V20(m3/h)10.1518.9924.8629.59管内平均流量V（m3/h）1120.4126.6731.7d i=0.02m L=1.00m 冷流体：空气（管内）流体：蒸汽（管外）平均流速u(m/s)9.7218.0423.5828.03传热量Q（W）168279.4457416.7αi(W/m2·℃)60.996.66124.3144.8 Re10752201902639031370 Nu42.4467.5986.92101.26 Pr0.6790.6780.6780.678 Nu/Pr0.449.5578.96101.54118.29 Nu036.9160.0873.9284.51 Nu/Nu0 1.15 1.13 1.18 1.21234孔板压差 ΔP(KPa)0.260.76 1.26 1.76空气入口温度t 1(℃)28.528.929.329.7ρt1（kg/m 3） 1.165 1.165 1.165 1.165空气出口温度t 2(℃)86.57873.972.6壁面温度Tw(℃)99.799.799.799.7管内平均温度t m (℃)57.553.4551.651.15ρm （kg/m 3）1.06 1.09 1.09 1.09λm (W/m ·℃)0.0290.02830.02830.0283Cp m (J/kg ·℃)1005100510051005μm (Pa ·s)0.0000201 1.96E-050.00001960.0000196空气进出口温差Δt(℃)5849.144.642.9平均温差Δt m (℃)42.246.2548.148.5520℃时空气流量V 20(m 3/h)10.1524.8633.6640.6d i =0.02m L=1.00m 冷流体：空气（管内） 流体：蒸汽（管外）计量计处空气流量10.3025.2334.1941.27Vt1（m3/h)管内平均流量Vm10.7626.6836.3243.84（m3/h）平均流速um(m/s)9.5223.5932.1138.75传热量Q（W）134.42375.55531.54647.61αi(W/m2·℃)50.69129.22175.86212.27 Re10037.0526239.6735710.2843104.86Nu34.9691.32124.28150.01Pr0.700.700.700.70Pr0.40.870.870.870.87 Nu/Pr0.440.40105.56143.66173.41 Re0.81611843.794039.355194.396056.71 Nu027.6060.4577.7490.64 Nu/Nu0 1.15 1.13 1.18 1.20。
气气列管换热实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除气气列管换热实验报告篇一：气气列管换热实验实验指导书气气列管换热实验实验指导书一、实验目的1．测定列管式换热器的总传热系数。
2．考察流体流速对总传热系数的影响。
3．比较并流流动传热和逆流流动传热的特点。
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T图4－1间壁式传热过程示意图Q?m1cp1?T1?T2??m2cp2?t2?t1??KA?tm（4－1）式中：Q－传热量，J/s；m1－热流体的质量流率，kg/s；cp1－热流体的比热，J/(kg?℃)；T1－热流体的进口温度，℃；T2－热流体的出口温度，℃；m2－冷流体的质量流率，kg/s；cp2－冷流体的比热，J/(kg?℃)；t1－冷流体的进口温度，℃；t2－冷流体的出口温度，℃；K－以传热面积A为基准的总给热系数，w/(m2?℃)；?tm －冷热流体的对数平均温差，℃；热、冷流体间的对数平均温差可由式（4—2）计算，?tm??T1?t2T2?t1?（4－2）lnT1?t2T2?t1列管换热器的换热面积可由式（4—3）算得，A?n??dL（4—3）其中，d为列管直径（因本实验为冷热气体强制对流换热，故各列管本身的导热忽略，所以d取列管内径），L为列管长度，n为列管根数，以上参数取决于列管的设计，详见下文附表。
由此可得换热器的总给热系数，Q（4—4）A?tm在本实验装置中，为了尽可能提高换热效率，采用热流体走管内、冷流体走管间形式，但是热流体热量仍会有部分损失，所以Q应以冷流体实际获得的热能测算，即Q??2V2cp2(t2?t1)（4—5）则冷流体质量流量m2已经转换为密度和体积等可测算的量，其中V2为冷流体的进口体积流量，所以?2也应取冷流体的进口密度，即需更具冷流体的进口温度（而非定性温度）查表确定。
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气~气列管式换热器实验数据处理
本次实验使用的是气-气列管式换热器，通过对实验数据进行处理，评估了该换热器
的性能，以下是数据处理的具体过程。
1. 实验数据的处理
实验数据包括进出口温度、流量和压力等参数。
首先将数据记录在表格中，统计各个
参数的平均值和标准差，计算传热系数和热阻。
实验中列管式换热器内壁和外壁均需计
算。
2. 数据分析及结果：
（1）进出口温度
通过记录进出口温度，计算出温度差ΔT。
在本次实验中，燃气的进口温度为80℃，
出口温度为45℃，空气的进口温度为25℃，出口温度为50℃。
（2）流量
分别测量了燃气和空气的流量，通过计算能够得出两种流量的平均值和标准差。
在本
次实验中，燃气的平均流量为1.5L/min，标准差为0.05L/min；空气的平均流量为
2.5L/min，标准差为0.1L/min。
（3）压力
通过测量燃气和空气的进口和出口压力，需要计算压差和平均压力。
本次实验中，燃
气的进口压力为4bar，出口压力为2.5bar，平均压力为3.25bar；空气的进口压力为1bar，出口压力为0.6bar，平均压力为0.8bar。
（4）传热系数和热阻
通过对实验数据进行处理，可以计算燃气和空气的传热系数和热阻。
在本次实验中，
燃气的传热系数为47.2W/m2·K，热阻为0.027K/W；空气的传热系数为35.6W/m2·K，热
阻为0.044K/W。
3. 结论
通过对实验数据的分析，可以得出以下结论：
（1）气-气列管式换热器能够有效地传热和降温，传热系数较高。
（2）换热器内壁和外壁的热阻均需计算，才能全面评估换热器的性能。
（3）进出口温度、流量和压力等因素都会影响传热性能，需选择合适的参数才能达到最佳效果。
（4）对于燃气和空气等不同流体的换热效果，需根据具体情况进行分析和比较。