传热系数测定的实验

传热系数测定的实验(水蒸气-空气体系)

一.实验目的

1.了解管套式换热器的结构

2.观察水蒸气在水平换热管外壁上的冷凝现象,判断冷凝类型

3.测定水蒸气—空气在换热器中的总传热系数K和对流给热系数a,加深对其概念和影响因素的理解。

4.学习线性回归法确定关联式Nu=ARe m pr0.4中常数A,m的值

5.掌握热电偶测量温度的原理和方法

二.实验原理

1.总传热系数的测定

在套管换热器中,环隙通以水蒸气,内管通冷空气,水蒸气冷凝放出热量加热空气。

当冷热液体在换热器内进行稳定传热时,该换热器同时满足热量衡算和传热速率方程,若忽略热损失,公式如下:Q=KAΔt m=q m c p(t2-t1)

三.实验内容

1.衡量水蒸气-空气通过换热器的总传热系数K对实验数据进行线性回归,求出准数方程Nu=ARe m pr0.4中的常数A,M的值

2.通过计算分析影响总传热系数的因素

四.实验装置

来自蒸汽发生器的水蒸气进入不锈钢套管换热器,与来自风机的空气进行热交换,冷凝水通过管道排入地沟,冷空气经转自流量计进入套管换热器内管热交换后装置。实验流程如图:

五.实验步骤

1.检查蒸汽发生器的仪表和水位是否正常。

2.打开换热器的总电源开关,打开仪表电源开关,观察仪器读数是否正常。

3.当蒸汽压稳定后,排除蒸汽发生器到实验装置之间管道中的冷凝水,防止夹带冷凝水的蒸汽损坏压力表及压力变送器。

4.打开换热器内的不凝性气体排除阀。

5.刚开始通入蒸汽时,要仔细调节蒸气进口阀的开度,让蒸气徐徐流入换热器中,逐渐加热,由冷态转变为热态,不得少于10MIN。

6.恒定空气流量,改变蒸气压,测量4组实验数据。改变客气流量,恒定蒸汽压,测量4组数据

7.实验完毕,清理实验场地。

传热系数测定的实验(水-热空气体系)

一.实验目的

1.了解列管式换热器的结构。

2.测定水-热空气在换热器中的总传热系数K和对流给热系数α加深对其概念影响因素的理解。

3.学习线性回归法确定关联式Nu=ARe m pr0.4中常数A,m的值

4.掌握热电偶测量温度的原理和方法

二.实验原理

在列管式换热器中,壳程通冷水,管程通热空气,热空气冷却放热加热水。当冷,热液体在列管式换热器内进行稳定传热时,该换热器同时满足热量衡算和传热速率方程,若忽略热损失,公式如下:Q=KAΔt m=q m c p(t2-t1)

三.实验内容

衡量水-热空气通过换热器的总传热系数K和空气的对流给热系数α,对α进行线性回归,求出准数方程Nu=ARe m pr0.4中的常数A,M的值

2.通过计算分析影响总传热系数的因素。

四,实验装置

来自小型风机的空气首先进入用AI人工智能温度自控调节系统控制的电加热加热至设定的温度,进入列管换热器的管程,与水热交换,加热后的水经管道排入地沟和空气派出装置,水用转子流量计测量,温度用Cu50铜电阻测量。实验装置如图

五.实验步骤

1.打开转子流量计前的列管换热器进水阀,用大流量水将换热器管程内的空气排尽,出水排入地沟,然后控制一定的冷水流量。

2.打开总电源开关,打开仪表电源开关。

3.调节列管换热器空气进口温度90℃,调节空气和水至以一定流量不变。

4.改变水的流量,固定空气的流量,测量4组实验数据。改变空气的流量,固定水的流量,测量4组实验数据。

5.实验结束,清理试验场地。

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): ()()m W 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 m i 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,℃; 2 121ln )()(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,℃; 2 21 1221 1ln ) ()()(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 n i A Re =α 式中A 和n 为常数。 两边取对数得: Re ln ln ln n A i +=α 根据原始实验数据计算出不同雷诺数Re (要求Re >10000)下的对流传热系数i α, 以Re ln 为横坐标,i αln 为纵坐标,作图得一直线,其斜率即为n 。 3.实验装置与流程 本实验装置由风机(旋涡气泵)、变频器、孔板流量变送器、蒸汽发生器、套管换热器、温度传感器等构成,其流程如图2-5所示,其仪控柜面板如图2-6所示。

综合传热系数的测定实验

实验1综合传热系数的测定实验 一、实验目的 1.了解间壁式传热元件的结构。 2.了解观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象,并判断冷凝类型。 3.通过对内管是光滑管的空气—水蒸气简单套管换热器的实验研究,掌握空气在圆形光滑直管中强制对流传热系数的测定的实验方法,加深对其概念和影响因素的理解。确定关联式Nu=Are m Pr0.4中常数A、m的值。 4.掌握传热系数测定的实验数据处理方法。 5.掌握孔板流量计的使用。 6.掌握DC-3A微音气泵的使用。 二、实验内容及基本原理 (一)实验内容 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.测定不同流速下简单套管换热器的对流传热系数α。 3.对实验数据通过Excel进行处理,求关联式Nu=A·Re m Pr0.4中常数A、m的值;并绘制曲线。 4.实验原始记录 光滑管记录: 5.实验数据处理与分析 数据处理 光滑管:实验结果列表和作图:

(二)实验原理 1.准数方程 空气在圆形直管中作湍流流动的给热准数方程: ),,,d l Gr f Nu Pr (Re 1= (1-1) 式中 l —为管长,m ; d —为管径,m ; 强制对流时,G r 可忽略;对气体而言,原子数相同(如单原子、双原子…)的气体Pr 为一常数,当50>d l 其影响亦可忽略,故上式可写为: (Re)f N u = (1-2) 一般可写成 m u A N Re = (1-3) 其中A 为常数,λ αd Nu = , μρdu =Re 。 2.准数方程中各参数的测定和计算 (1)α值的计算:空气传热膜系数α可以通过测定总传热系数(K )进行测取。K 与α有下列关系: 2 1 11αλδα+ +=s K (1-4) 因管壁很薄,可将圆壁看成平壁。 这里因是空气,故不计污垢热阻,上式中s λδ为黄铜管壁热传导的热阻,壁厚0.001米, 黄铜导热系数λs =377(W/m·k), 故δ/λs =2.7×10-6 ;1/α2为蒸气冷凝膜的热阻,α2=2×104 ,故 1/α2=5×10-5,空气传热膜系数α在100上下,热阻1/α=1×10-2 ,对比之下,上述两项热阻均可忽略,即K ≈α。 其测定方法可用牛顿冷却定律进行: m t S K Q ???= (1-5) ()进出t t c V Q p s -ρ= (1-6) m p s t S t t c V K ??= ≈) -(进出ρα (1-7) 式中:V s —空气体积流量,m 3/s (由流量计测取) ρ—流经流量计处的空气密度,kg/m 3;

对流传热系数测定实验

对流传热系数测定实验 一、实验目的 a)测定空气在传热管的对流传热系数,掌握空气在传热管的对流传热系数的测定方法。 b)把测得的实验数据整理成Nu=BRe n形式的准数方程式,并与教材中相应公式进行比较。 c)通过实验提高对准数方程式的理解,了解影响传热系数的因素和强化传热的途径。 二、实验装置 实验装置如图1所示,由蒸汽发生器、风机、套管换热器、流量调节阀及不锈钢进、出口管道、温度测量和流量测量装置等组成。 1. 风机 F1. 旁路阀 2. 孔板流量计 3. 空气压力变送器 4. 蒸汽放空口 5. 冷凝液排放口 6. 玻璃视镜 7. 套管换热器 F2. 空气流量调节阀 F3. 蒸汽流量调节阀 8. 加水装置F4. 进水阀 13. 蒸汽发生器 T. 蒸汽温度 t1、t2 . 空气进、出口温度 T w1、T w2. 空气出口和进口侧的管壁温度 图1 空气-水蒸气传热实验装置示意图 三、对流传热及参数测取 空气从漩涡风机吸入,经孔板流量计计量后进入套管换热器的管(紫铜管),与来自蒸汽发生器的饱和水蒸汽在套管换热器进行换热。被空气冷凝下来的冷凝水经冷凝液排放口排入蒸汽发生器的加水装置。进入套管换热器的空气进、出口温度t1、t2分别由铜—康铜热电偶测出。换热管两端管壁温度T w1、T w2同样也分别由埋在管(紫铜管)外壁上的铜—康铜热电偶测出。蒸汽温度T由蒸汽发生器根据管路的实际状况实现自动控制,T由热电阻PT100测得。空气流量通过F2、F2的组合调节来改变或通过变频器改变,由孔板流量计测量,并通过压力变送器测出空气的压力。套管换热器管(紫铜管)的规格为:φ20×2 mm,换热管

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/s A :内管的外壁的传热面积,m 2 ρ:空气密度,kg/m 3 C 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,℃ 1 2211221ln ) ()(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。 5.刚开始通入蒸汽时,要仔细调节蒸汽进口阀门的开度,让蒸汽徐徐通入换热器中,

传热系数的测定

12 2112 21()()ln m T t T t t T t T t ---=--t m Q KA =12=2Q Q Q +12Q Q ==0Q 损22221()s p Q m C t t =-11112()s p Q m C T T =-一、实验目的 1.了解换热器的结构,学会换热器的操作方法; 2.测定换热器总的换热系数。 二、实验原理 获得传热系数的途径:一是实验测定,二是用传热器的对流传热系数计算。 热量衡算方程式: 理想状态下 ,则 ,取 , A=n2πrl K —传热系数 Q —单位时间内冷热流体之间的热交换量,KJ/s(KW) ms1,ms2—热、冷流体的质量流量Kg/s Cp1,Cp2—热、冷流体的定压热容KJ/Kg.K T1,T2—热流体进出口温度K t1,t2—冷流体进出口温度K n —列管根数 三:实验步骤 1、打开阀门,给热水槽和冷水槽注水;并加热热水槽中的水; 2、关闭转子流量计的进口阀门,大家旁路阀门,然后开启水泵; 3、保持冷流体流量不变,改变热流体流量,测五组数据;然后保持热流体流量不变,改变冷流体流量,测五组数据。 4、实验结束,关闭冷热流体阀门。 四:实验数据 换热器:列管长L=0.7m 列管根数n=12根,双管程单壳程,直径d=22mm 序号 热流体 冷流体 流量L/h 进口温度T1 出口温度T2 流量L/h 进口温度t1 出口温度t2 1 550 38.6 34.5 650 23.4 25.4 2 800 38.7 35.4 650 24.2 26.3 3 1000 38.8 35.8 650 25.0 27.1 4 1300 38.5 36.1 650 25.9 28.5 5 1500 38.4 36.3 650 26.7 29.0 6 1000 38.5 35.8 800 27.8 29.7 7 1000 38.5 35.8 1050 28.3 30.0 8 1000 38.5 35.7 1200 28.7 30.3 9 1000 38.5 35.8 750 26.6 30.2

传热系数测定的实验

传热系数测定的实验(水蒸气-空气体系) 一.实验目的 1.了解管套式换热器的结构 2.观察水蒸气在水平换热管外壁上的冷凝现象,判断冷凝类型 3.测定水蒸气—空气在换热器中的总传热系数K和对流给热系数a,加深对其概念和影响因素的理解。 4.学习线性回归法确定关联式Nu=ARe m pr0.4中常数A,m的值 5.掌握热电偶测量温度的原理和方法 二.实验原理 1.总传热系数的测定 在套管换热器中,环隙通以水蒸气,内管通冷空气,水蒸气冷凝放出热量加热空气。 当冷热液体在换热器内进行稳定传热时,该换热器同时满足热量衡算和传热速率方程,若忽略热损失,公式如下:Q=KAΔt m=q m c p(t2-t1) 三.实验内容 1.衡量水蒸气-空气通过换热器的总传热系数K对实验数据进行线性回归,求出准数方程Nu=ARe m pr0.4中的常数A,M的值 2.通过计算分析影响总传热系数的因素 四.实验装置 来自蒸汽发生器的水蒸气进入不锈钢套管换热器,与来自风机的空气进行热交换,冷凝水通过管道排入地沟,冷空气经转自流量计进入套管换热器内管热交换后装置。实验流程如图: 五.实验步骤 1.检查蒸汽发生器的仪表和水位是否正常。 2.打开换热器的总电源开关,打开仪表电源开关,观察仪器读数是否正常。 3.当蒸汽压稳定后,排除蒸汽发生器到实验装置之间管道中的冷凝水,防止夹带冷凝水的蒸汽损坏压力表及压力变送器。 4.打开换热器内的不凝性气体排除阀。 5.刚开始通入蒸汽时,要仔细调节蒸气进口阀的开度,让蒸气徐徐流入换热器中,逐渐加热,由冷态转变为热态,不得少于10MIN。 6.恒定空气流量,改变蒸气压,测量4组实验数据。改变客气流量,恒定蒸汽压,测量4组数据 7.实验完毕,清理实验场地。

化工实验报告-传热系数的测定

太原师范学院 实验报告 Experimentation Report of Taiyuan teachers College 系部:化学系年级:大四课程:化工实验 姓名:学号:日期:2012/10/15 项目: 气体强制对流传热系数的测定 一、实验目的: 1.熟悉传热设备; 2.了解传热原理和强化传热途径,分析热交换过程的影响因素; 3.测定热流体空气与冷流体水在并流和逆流条件下的总传热系数K; 4.测定努赛尔数Nu和雷诺数Re之间的关系,确定他们的关联式。 二、实验原理: 传热过程按其方式可分为热导传热、对流传热和辐射传热三种。在工业生产上的传热过程中,按冷流体和热流体的接触方式可分为直接接触式、间壁式和蓄热式三种。本实验采用的单套管式换热器为间壁式传热,其热流体为热空气,冷流体为水,热空气与水在套管内进行传热,传热方程为:q=K*A*△t m 式中:q为传热速率(W); K为总传热系数(W*m-2*k-1) A为热空气—水间的传热面积(套管换热器的内管平均面积A=π*d m*L,d m为内管

内外径的平均值,L为套管换热器套管的长度); △t m 为热空气与冷却水间的平均温度差 【△t m =(△t1 +△t2 )/ (ln△t1 -ln△t2 ),℃或K】,△t1 和△t2 分别为换热器两端的温度差。 在稳定传热过程中,热流体热空气通过换热器壁面将热量传给冷流体水,捂热量损失,两流体也未发生相变化,冷流体吸收热量与热流体放出热量相等,因此,传热速率Φ衡算式为:Φ=W g C p(T1-T2) 式中:W g 为空气的质量流量(Kg*S-1) C p 为空气的比热容(K J*Kg*K-1) T1,T2分别为热流体俄进口和出口温度(℃或K) 根据传热关系,传热系数是由以下几个分热阻的倒数组成,即 式中:a1、a2分别为热空气和冷却水的给热系数(W*m-2*k-1) d1、d2分别为内管的内径和外径(m), δ为内管的壁厚(m); λ为内管的导热系数(W*m-2*k-1)。 因冷却水的给热系数a2较大,d1 / (a2* d2 )值较小;λ值较大,δd1 /λd m 值也较小,故d1 / (a2* d2 )和δd1 /λd m 可略去。于是,可认为空气在圆管内作强制对流的给热系数a1 近似为热空气与冷却水之间的总传热系数,即K= a1 。 当热空气在圆形直管中作强制湍流流流动时,传热系数(给热系数)的关联式可写为:Nu=A*Re m*Pr n 式中:Nu为努赛尔数,表达式为Nu=a*d/λ; Re为雷诺数,表达式为Re=du ρ/μ Pr为普兰特数,表达式为Pr= C p*μ/λ A为系数; m、n为雷诺数的指数和普兰特数的指数。 空气的努赛尔数受给热系数a的影响,雷诺数又受空气在管内流速的影响,在很高温度和压力下,普兰特数变化很小,可近似认为它是一个常数,因此,可改写为:Nu=B*Re m 式取对数后为LgNu=LgB+m*LgRe 当空气流速改变后,它们原有的热平衡关系被打破,数值也随之发生变化,Nu亦随Re 的改变而改变。通过实验可测出不同条件下的空气的给热系数a与流速u,就能计算出Nu

传热系数的测定实验

实验4 传热系数的测定实验 一、实验目的 ⒈ 测定流体在套管换热器内作强制湍流时的对流传热系数i α。 ⒉ 并将实验数据整理成准数关联式Nu=ARe m Pr 0.4形式,确定关联式中常数A 、m 的值。 ⒊ 了解强化传热的基本理论和采取的方式。 二、实验原理 实验2-1 普通套管换热器传热系数及其准数关联式的测定 ⒈ 对流传热系数i α的测定 根据牛顿冷却定律 i m i i S t Q ??= α (4-1) 式中:i α—管内流体对流传热系数,W/(m 2?℃); Q i —管内传热速率,W ; S i —管内换热面积,m 2; m t ?—冷热流体间的平均温度差,℃。 ()() 2 21i i w m t t T t +- =? (4-2) 式中:t i1,t i2—冷流体的入口、出口温度,℃; tw —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,用t w 来表示,由于管外使用蒸汽,近似等于热流体的平均温度。 管内换热面积: i i i L d S π= (4-3) 式中:d i —内管管内径,m ; L i —传热管测量段的实际长度,m 。 由热量衡算式: )(12i i pi i i t t c W Q -= (4-4) 其中质量流量由下式求得: 3600 i i i V W ρ= (4-5)

式中:V i —冷流体在套管内的平均体积流量,m 3 / h ; c pi —冷流体的定压比热,kJ / (kg ·℃); ρi —冷流体的密度,kg /m 3。 c pi 和ρi 可根据定性温度t m 查得,2 2 1i i m t t t +=为冷流体进出口平均温度。t i1,t i2, t w , V i 可采取一定的测量手段得到。 ⒉ 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 n i m i i A Nu Pr Re =. (4-6) 其中: i i i i d Nu λα= , i i i i i d u μρ=Re , i i pi i c λμ=Pr 物性数据λi 、c pi 、ρi 、μi 可根据定性温度t m 查得。经过计算可知,对于管内被加热的空气,普兰特准数Pr i 变化不大,可以认为是常数,则关联式的形式简化为: 4 .0Pr Re i m i i A Nu = (4-7) 这样通过实验确定不同流量下的Re i 与i Nu ,然后用线性回归方法确定A 和m 的值。 三、实验装置 ⒈ 实验设备: 如图2-2所示,实验装置的主体是两根平行的套管换热器,内管为紫铜材质,外管为不锈钢管,两端用不锈钢法兰固定。实验的蒸汽发生釜为电加热釜,内有2根2.5kW 螺旋形电加热器,用200伏电压加热(可由固态调压器调节)。蒸汽上升管路,使用三通和球阀分别控制蒸汽进入两个套管换热器。 空气由XGB-2型旋涡气泵吹出,由旁路调节阀调节,经孔板流量计,由支路控制阀选择不同的支路进入换热器。管程蒸汽由加热釜发生后自然上升,经支路控制阀选择逆流进入换热器壳程,由另一端蒸汽出口自然喷出,达到逆流换热的效果。 ⒉ 实验的测量手段 ⑴ 空气流量的测量 空气主管路由孔板与差压变送器和二次仪表组成空气流量计,孔板流量计为标准设 计,其流量计算式为: 080 .23t t P V ρ?= (4-8)

传热系数测定实验

传热系数测定实验 一、 实验目的 1、 掌握对流系数2a 的测定方法; 2、 了解强化热的基本原理和方法。 二、 实验原理 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,传递的热量由下式计算: )(211,11T T C M q p -= (1) )(122,22t t C M q p -= (2) 2 2 1q q q += (3) 又有传热速率为: m t KA q ?= 得: m p p t KA t C M T C M ?=?+?2 2,21,1 (4) 式中: 21T T T -=? 12t t t -=? 1 1V M ρ= 21V M ρ= l d N A ??=π

2 12 1ln t t t t t m ???-?= ? 211t T t -=? 122t T t -=? 流体的质量流量和流体的进出口温度通过实验测得,因此可以计算出传热总系数: m m m p p t A q t A q q t A t C M T C M K ?= ?+=??+?= 22212,21,1 (5) 三、 实验步骤 打开装置开关,设定温度在60℃,加热,在温度接近60℃时,打开冷水阀门,并随意调节一个冷水流量并保持不变,调节四组不同的热水流量,待冷水泵和热水泵温度稳定后记录四组数据。按同样的方法测四组不同冷水流量时,稳定后记录四组数据。 四、 实验原始数据: 换热管=N 12根, 外径=外d 22mm=0.022m, 壁厚=δ2mm=0.002m , 长=l 7m

对流传热系数测定实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除对流传热系数测定实验报告 篇一:空气—蒸汽对流给热系数测定实验报告及数据、答案 空气—蒸汽对流给热系数测定 一、实验目的 ⒈通过对空气—水蒸气光滑套管换热器的实验研究,掌握对流传热系数α1的测定方法,加深对其概念和影响因素的理解。并应用线性回归分析方法,确定关联式 nu=ARempr0.4中常数A、m的值。 ⒉通过对管程内部插有螺纹管的空气—水蒸气强化套 管换热器的实验研究,测定其准数关联式nu=bRem中常数b、m的值和强化比nu/nu0,了解强化传热的基本理论和基本方式。 二、实验装置 本实验设备由两组黄铜管(其中一组为光滑管,另一组

为波纹管)组成平行的两组套管换热器,内管为紫铜材质,外管为不锈钢管,两端用不锈钢法兰固定。空气由旋涡气泵吹出,由旁路调节阀调节,经孔板流量计,由支路控制阀选择不同的支路进入换热器。管程蒸汽由加热釜发生后自然上升,经支路控制阀选择逆流进入换热器壳程,其冷凝放出热量通过黄铜管壁被传递到管内流动的空气,达到逆流换热的效果。饱和蒸汽由配套的电加热蒸汽发生器产生。该实验流程图如图1所示,其主要参数见表1。 表1实验装置结构参数 1 2 蒸汽压力 空气压力 图1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; 3 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; 三、实验内容

1、光滑管 ①测定6~8个不同流速下光滑管换热器的对流传热系数α1。 ②对α1的实验数据进行线性回归,求关联式nu=ARem 中常数A、m的值。2、波纹管 ①测定6~8个不同流速下波纹管换热器的对流传热系数α1。 ②对α1的实验数据进行线性回归,求关联式nu=bRem 中常数b、m的值。 四、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=cRem (1)

传热系数测定实验报告

传热系数测定实验报告 一、实验目的。 本实验旨在通过测定不同材料的传热系数,探究不同材料在传热过程中的特性,为工程应用提供参考数据。 二、实验原理。 传热系数是描述材料传热特性的重要参数,通常用λ表示。传热系数的大小与 材料的导热性能有关,一般情况下,金属材料的传热系数较大,而绝缘材料的传热系数较小。实验中,我们将利用热传导定律,通过测定不同材料在传热过程中的温度变化,来计算传热系数。 三、实验材料和仪器。 1. 实验材料,铝板、铜板、塑料板。 2. 实验仪器,热导率测定仪、温度计、加热装置。 四、实验步骤。 1. 将铝板、铜板和塑料板分别放置在热导率测定仪上,并将加热装置加热至一 定温度。 2. 记录不同材料在加热过程中的温度变化,利用温度计测量不同位置的温度, 并记录数据。 3. 根据实验数据,利用热传导定律计算不同材料的传热系数。 五、实验数据和结果分析。 经过实验测定和数据处理,得到铝板、铜板和塑料板的传热系数分别为λ1、 λ2、λ3。通过对比分析,得出不同材料的传热特性。结果显示,铝板的传热系数

较大,表明铝板具有良好的导热性能;而塑料板的传热系数较小,表明塑料板的绝缘性能较好。 六、实验结论。 通过本次实验,我们成功测定了不同材料的传热系数,并得出了相应的结论。 传热系数的大小对材料的传热特性有着重要影响,对于工程应用具有重要意义。本实验结果可为工程设计和材料选择提供参考依据。 七、实验总结。 本次实验通过测定不同材料的传热系数,探究了不同材料在传热过程中的特性。在实验过程中,我们注意到了实验操作的细节和数据处理的方法,这对于实验结果的准确性和可靠性具有重要意义。同时,我们也意识到了传热系数对材料性能的重要影响,这对于工程应用具有一定的指导意义。 八、致谢。 在此,特别感谢实验指导老师对本次实验的指导和支持。同时也感谢实验室的 同学们在实验过程中的合作与帮助。 以上为本次实验的全部内容,谢谢阅读。

对流传热系数的测定实验报告

对流传热系数的测定实验报告 对流传热系数的测定实验报告 一、引言 热传导是物质内部热量传递的一种方式,而对流传热是物质表面与流体之间热量传递的一种方式。对流传热系数是衡量对流传热能力的重要参数,它与流体性质、流动状态、表面特性等因素密切相关。本实验旨在通过测定不同流体在不同流动状态下的对流传热系数,探究其变化规律。 二、实验装置和方法 实验装置主要包括热传导仪、热电偶、温度计、流量计等。在实验过程中,我们选择了水和空气作为流体介质,分别进行了静止状态和流动状态下的测定。 三、实验结果与分析 1. 静止状态下的测定 首先,我们将热传导仪放入水中,使其温度稳定在一定值。然后,通过热电偶和温度计测定水的表面温度和流体温度。根据实验数据,我们计算得到了水的对流传热系数。 接着,我们将热传导仪放入空气中,同样进行了温度测定。通过对比水和空气的对流传热系数,我们发现空气的对流传热系数要远小于水的对流传热系数。这是因为水的导热性能较好,能够更有效地传递热量。 2. 流动状态下的测定 接下来,我们改变了实验装置,使流体产生流动。通过调节流量计和阀门,我们控制了水的流速,并进行了温度测定。根据实验数据,我们计算得到了不同流速下的对流传热系数。

通过对比不同流速下的对流传热系数,我们发现随着流速的增加,对流传热系数也随之增加。这是因为流速的增加会增加流体与表面的接触面积,从而增加热量传递的效率。 四、实验误差分析 在实验过程中,由于设备精度和操作技巧等因素的限制,可能会引入一定的误差。例如,温度测量时由于热电偶的位置不准确或者温度计的示数偏差,都会对最终的结果产生影响。 此外,实验中还存在着一些难以控制的因素,比如流体的湍流程度、表面粗糙度等。这些因素的变化也会对对流传热系数的测定结果造成一定的影响。五、实验结论 通过本实验的测定,我们得出了以下结论: 1. 对流传热系数与流体介质的性质密切相关,导热性能较好的介质对流传热系数较大。 2. 对流传热系数与流体流动状态有关,流速的增加会使对流传热系数增加。 3. 实验结果可能存在一定的误差,需要综合考虑多个因素进行分析。 六、实验改进建议 为了提高实验结果的准确性,我们可以采取以下改进措施: 1. 提高温度测量的精度,确保热电偶和温度计的准确性。 2. 控制实验环境的稳定性,减少外界因素对实验结果的影响。 3. 在测定过程中,尽量减小流体的湍流程度,以提高测定结果的可靠性。 七、总结 通过本次实验,我们深入了解了对流传热系数的测定方法和影响因素。实验结

传热系数测定实验(精)

实验对流传热系数测定 、实验目的 1、掌握传热膜系数a及传热系数K的测定方法。 2、通过实验掌握确定传热膜系数准数关联式中的系数 A 和指数m、n 的方法。 3、通过实验提高对a准数关联式的理解,并分析影响a的因素,了解工程上强化传热的措施。 二、基本原理 1•对流传热的核心问题是求算传热膜系数a,当流体无相变式对流传热准数关联式的一般形式为: N u=A • R e m• P r n• G p 对于强制湍流而言,G准数可以忽略,故 Nu=A R e m• P r n 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。 用图解法对多变量方程进行关联时,要对不同变量R e m和P分别回归。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,在两边取对数,既得到直线方程: 0.4 Lg(Nu/P r0.4)=LgA+mLgR e 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带入方程式中,则可得到系数A,即 A=Nu/(P r0.4•閒 用图解法,根据实验点确定直线位置有一定的人为性。而用最小二乘法回归,可以得到最佳关联结。应用微机,对多变量方程进行一次回归,就能同时得到A、m、n。 2、对于方程的关联,首先要有Nu、Re、Pr的数据组。其准数定义式分别为: R e=du p /卩,P r=cp u / 入,Nu=ad/ 入 实验中改变空气的流量以改变Re准数的值。根据定性温度(空气近、出口温度的算

术平均值)计算对应的Pr 准数值。同时,有牛顿冷却定律,求出不同流速下的传热膜系数a值。进而算得Nu准数值。 牛顿冷却定律: Q= a- A - △t m 式中: a ------- 传热膜系数,[w/m2]被加热流体体积流量,m3/s Q ----- 传热量,[w] A 总传热面积,[m2], A= n d i l △ t m――管臂温度与管内流体温度的对数平均温差,[C ] 传热量Q 可由下式求得: Q=W • C p(t2-t i)/3600=p・V C p(t2-t i)/3600 式中: w --- 质量流量,[kg/h]; Cp――流体定压比热,[J/kg C ]; t2、t1――流体进、出口温度,[C]; P定性温度下流体密度,[kg/m3]; 3 V ――流体体积流量,[m /h]。 3. 流量测量 测定空板压降R(Pa)查孔板Q—R流量曲线。 三、装置与流程 流程如图,冷空气由风机13(旁路图中未画),经孔板流量计11 计量后,进入换热器内管,并与套管环隙中蒸汽换热。空气被加热后,排入大气。空气的流量可用控制阀9 调节。

传热实验实验报告-传热实验报告

传热实验 一、实验目的 1、了解换热器的结结构及用途。 2、学习换热器的操作方法。 3、了解传热系数的测定方法。 4、测定所给换热器的传热系数K。 5、学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程,并实验之。 二、实验原理 根据传热方程Q=KA△tm,只要测得传热速率Q,冷热流体进出口温度和传热面积A,即可算出传热系数K。在该实验中,利用加热空气和自来水通过列管 式换热器来测定K,只要测出空气的进出口温度、自来水进出口温度以及水和空 气的流量即可。 在工作过程中,如不考虑热量损失,则加热空气释放出的热量Q1与自来水 得到的热量Q2应相等,但实际上因热损失的存在,此两热量不等,实验中以Q2 为准。 三、实验流程和设备 实验装置由列管换热器、风机、空气电加热器、管路、转子流量计、温度计等组成。空气走管程,水走壳程。列管式换热器的传热面积由管径、管数和管长进行计算。 实验流程图: 水进口 转子流量计空气进口 温度计 温度计 列管式 换热器 转子 流 量计 温度计 温度计风机 调节阀空气电 加热器 传热系数K测定实验流程图

四、实验步骤及操作要领 1、熟悉设备流程,掌握各阀门、转子流量计和温度计的作用。 2、实验开始时,先开水路,再开气路,最后再开加热器。 3、控制所需的气体和水的流量。 4、待系统稳定后,记录水的流量、进出口温度,记录空气的流量和进出口温度,记录设备的有关参数。重复一次。 5、保持空气的流量不变,改变自来水的流量,重复第四步。 6、保持第4步水的流量,改变空气的流量,重复第四步。 7、实验结束后,关闭加热器、风机和自来水阀门。 五、实验数据记录和整理 1、设备参数和有关常数 换热流型错流;换热面积0.4㎡ 2、实验数据记录 序号风机出口 压强mH2O 空气流量 读数m3/h 空气进口温 度℃ 空气出口温度℃ 水流量 L/h 水进口温度℃水出口温度℃ 11.61611029.28018.921.9 21.61611029.48018.921.9 11.61611029.96018.922.4 21.61611029.96018.922.3 11.61611031.92019.024.8 21.61611032.02019.024.9 11.61111029.62019.123.0 21.61111029.62019.023.0 11.6611027.82019.021.3 21.6611027.82019.021.3 3、数据处理 序号空气流 量 m3/s 水流 量 kg/s 水的算 术 平均 温 度℃ 水的比热 容J/ (kg·℃) 传 热 速 率 J/s 对数 平均 温度 △tm 换 热 面 积 m2 传热系 数 KW/m2K K的平 均 值W/m2K 10.00440.022220.404183278.86736.24790.419.2333 20.00440.022220.404183278.86736.48160.419.1101 19.1717

高分子材料传热系数的测定实验

高分子材料传热系数的测定实验 一、实验目的 用稳态法测定出不良导热体的导热系数,并与理论值进行比较。 二、实验仪器 导热系数测定仪、铜-康导热电偶、游标卡尺、台秤(公用)、秒表、待测样品(橡胶盘、铝芯)、冰块 三、实验原理 根据傅里叶导热方程式,在物体内部,取两个垂直于热传导方向、彼此间相距为h 、温度分别为T 1、T 2的平行平面(设T 1>T 2),若平面面积均为S ,在t ∆时间内通过面积S 的热量Q ∆免租下述表达式: h T T S t Q )(21-=∆∆λ (3-26-1) 式中, t Q ∆∆为热流量;λ即为该物质的导热系数,λ在数值上等于相距单位长度

的两平面的温度相差1个单位时,单位时间内通过单位面积的热量,其单位是 )(K m W ⋅。 在支架上先放上圆铜盘P (散热板),在P 的上面放上待测样品B 盘(样品),再把带发热器的圆铜盘A 放在B 盘上,发热器通电后,热量从A 盘(加热板)传到B 盘,再传到P 盘,由于A,P 都是良导体,其温度即可以代表B 盘上、下表面的温度T 1、T 2,T 1、T 2分别插入A 、P 盘边缘小孔的热电偶E 来测量。热电偶的冷端则浸在杜瓦瓶中的冰水混合物中,通过“传感器切换”开关G ,切换A 、P 盘中的热电偶与数字电压表的连接回路。由式(3-26-1)可以知道,单位时间内通过待测样品B 任一圆截面的热流量为 221)(B B R h T T t Q πλ-=∆∆ (3-26-2) 式中,R B 为样品的半径,h B 为样品的厚度。当热传导达到稳定状态时,T 1和T 2 的值不变,说明通过B 盘上表面的热流量与由铜盘P 向周围环境散热的速率相 等,因此,可通过铜盘P 在稳定温度T 2的散热速率来求出热流量t Q ∆∆。实验中, 在读得稳定时T 1和T 2后,即可将B 盘移去,而使A 盘的底面与铜盘P 直接接触。当铜盘P 的温度上升到高于稳定时的T 2值若干摄氏度后,在将A 移开,让P 自然冷却。观察其温度T 随时间t 变化情况,然后由此求出铜盘在T 2的冷却速率 2 T T t T =∆∆,而2 T T t T mc =∆∆,就是铜盘P 在温度为T 2时的散热速率。但要注意,这样 求出的 2 T T t T =∆∆是铜盘P 在完全表面暴露于空气中的冷却速率,其散热表面积为 P P B h R R ππ222+。然而,在观察测量样品的稳态传热时,P 盘的上表面是被样品 覆盖着的,并未向外界散热,所以当样品盘B 达到稳定状态时,散热面积仅为: P P P h R R ππ22+。考虑到物体的冷却速率与它的表面积成正比,在稳态是铜盘散热 速率的表达式应作如下修正: ) 22()2(22 2 P P P p P P T T h R R h R R t T mc t Q ππππ++∆∆=∆∆= (3-26-3) 将式(3-26-3)代入(3-26-2),得 2 211 ))(22()2(2 B P P B p P T T R T T h R h h R t T mc πλ-++∆∆== (3-26-4) 三、实验内容 1、测量P 盘和待测样品的直径、厚度,测P 盘的质量。要求: (1) 用游标卡尺测量待测样品直径和厚度,各测5次。 (2) 用游标卡尺测量P 盘的直径和厚度,测5次,按平均值计算P 盘的质量。

实验七流体传热系数测定实验

实验七 流体传热系数测定实验 一、实验目的 1.测定换热器的总传热系数; 2.了解影响换热器换热性能的参数。 二、实验装置 过程设备与控制多功能实验台 三、基本原理 换热器的传热速率Q 可以表示为: (4-1) 式中 :——单位时间传热量, W ; K ——总传热系数,W/m 2·K ; A ——传热面积, ,m 2; ∆t m ——平均温差,K 或o C 。 在本实验以及以后的实验中:d =0.014m 、n =29、l =0.792m 分别为换热管的外径、根数和换热长度。 对于逆流传热,平均温差为: (4-2) 式中: 、 m t KA Q ∆=Q nl d A o π=0) /ln(2121t t t t t m ∆∆∆-∆= ∆211t T t -=∆122t T t -=∆

、——热流体的进出口温度,K 或o C ; 、 ——冷流体的进出口温度,K 或o C 。 由式4-1可得: (4-3) 可由热流体放出的热量或冷流体获得的热量进行计算,即: (4- 4) 或 (4-5) 式(4-4)和式(4-5)中有关符号说明见实验三。 根据式(4-3)和式(4-4)或(4-5)就可以测定在实验条件下的总传热系数K 。K 的理论计算参考本实验附录。 由于温度传感器测得的数据可能并不是换热器流体入口和出口的温度,因此,要进行管路热量损失计算,求出换热器流体入口和出口的温度,计算过程见实验三,这里不再重复。 四、实验步骤 1.打开热流体管程入口阀1、热流体管程出口阀2、管程流量调节阀6、冷流体壳程入口阀7、冷流体壳程出口阀8,其他阀门关闭,使热流体走管程、冷流体走壳程; 2.打开自来水阀门灌泵,保证离心泵中充满水,开排气阀放净空气; 3.关水,启动泵,调整转速使之恒定不变; 1T 2T 1t 2t m t A Q K ∆= Q ) (21T T c m Q pt t t -=) (12t t c m Q ps s s -=

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