对流传热的实验分析
空气-水蒸气对流给热系数测定实验报告
空气-水蒸气对流给热系数测定实验报告本实验使用臭氧编码器，通过悬浮思路分析，利用不同的匀速度下不同的温度差分析空气-水蒸气的对流换热系数，帮助我们理解空气-水蒸汽对流的过程。
本文将对实验的设备、方法、结果及分析进行详细介绍。
一、实验设备1. 实验室气体混合系统2. 实验室压力传感器4. 实验室水蒸气浸润计6. 实验室数据采集器二、实验方法1. 设计实验2. 实验片段将实验室气体混合系统、压力传感器、温度传感器、水蒸气浸润计和湿度传感器等设备设置在实验室中，同时使用数据采集器对数据进行实时记录。
在实验中，我们首先设置了一个不同的温度差，然后观察它们在不同的匀速度下的换热系数。
通过计算，我们可以得到不同匀速下不同温度差的换热系数。
三、实验结果及分析通过实验结果和数据分析，我们得到不同温度差和匀速度下的换热系数。
1. 换热系数随着温度差的增加而增加我们可以看到，在温度差越大的情况下，热传导的能力也越强。
颗粒与颗粒之间的间距越小，热量间的转移就越快，因此换热系数也越高。
当温度差在一定的范围内，换热系数与温度差的平方成正比。
我们还可以看到，在匀速越大的情况下，换热系数也会越大。
当匀速越大时，颗粒间的热传导也会越快，从而使换热系数更大。
综合以上分析，我们可以得到空气-水蒸汽的对流换热系数与温度差和匀速度密切相关。
当温度差和匀速度越大时，换热系数也会越大。
同时，通过这些实验结果，我们可以更好地理解空气-水蒸汽对流的过程。
四、实验结论通过本次实验，我们可以得出以下结论：1. 空气-水蒸汽的对流换热系数与温度差成正比，当温度差越大时，换热系数也会越大。
因此，我们可以通过控制空气-水蒸汽的温度差和匀速度来控制其换热系数，从而更好地理解热传导过程。
对流给热系数测定实验
物理化学实验报告实验名称：对流给热系数测定实验学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：姓名：学号指导教师：日期：一、实验目的1、掌握传热膜系数的测定方法；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的方法；3、通过实验提高对传热膜系数准数关联式的理解，并分析影响传热膜系数的因素，了解工程上强化传热的措施。
二、实验原理对流传热的核心问题是求算传热膜系数，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为：Nu=A×Re m×Pr n×Gr p (4-1)对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故Nu=A×Re m×Pr n(4-2) 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Re和Pr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，即得到直线方程：lg(Nu/Pr0.4)=lgA + mlgRe (4-3)在双对数坐标纸上作图，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：A=Nu/(Pr0.4×Re m) (4-4) 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果。
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。
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：Nu=αd/λ，Re=duρ/μ，Pr=Cpμ/λ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：Q=α×A×△t m (4-5)(tw-t1)-(tw-t2)△t m =ln(tw-t1)/(tw-t2)式中：α—传热膜系数，[W/(m2×℃)]；Q—传热量，[W]；A—总传热面积，[m2]；△t m—管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，[℃]；tw—蒸汽平均温差，[℃]。
对流给热系数的测定(数据处理)
实验三 对流给热系数的测定一、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、测定空气（或水）在圆直管内强制对流给热系数i α；3、应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。
4、掌握热电阻测温的方法。
二、基本原理在套管换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以空气或水，水蒸气冷凝放热以加热空气或水，在传热过程达到稳定后，有如下关系式：V ρC P (t 2－t 1)＝αi A i (t w －t)m （1-1）式中： V ——被加热流体体积流量，m3/s ； Ρ——被加热流体密度，kg/m3； C P ——被加热流体平均比热，J/(kg ·℃)；αi ——流体对内管内壁的对流给热系数，W/(m2·℃)； t 1、t 2——被加热流体进、出口温度，℃；A i ——内管的外壁、内壁的传热面积，m2；(T －T W )m ——水蒸气与外壁间的对数平均温度差，℃； 22112211ln )()()(w w w w m T T T T T T T T Tw T -----=- （1-2）(t w －t)m ——内壁与流体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 -----=- （1-3）式中：T 1、T 2——蒸汽进、出口温度，℃；T w1、T w2、t w1、t w2——外壁和内壁上进、出口温度，℃。
当内管材料导热性能很好，即λ值很大，且管壁厚度很薄时，可认为T w1＝t w1，T w2＝t w2，即为所测得的该点的壁温。
由式（1-3）可得：m w P i t t A t t C V )()(012--=ρα （1-4）若能测得被加热流体的V 、t 1、t 2，内管的换热面积A i ，以及水蒸气温度T ，壁温T w1、T w2，则可通过式（1-4）算得实测的流体在管内的（平均）对流给热系数αi 。
实验1固体小球对流传热系数的测定
实验1 固体小球对流传热系数的测定A 实验目的工程上经常遇到凭藉流体宏观运动将热量传给壁面或者由壁面将热量传给流体的过程，此过程通称为对流传热（或对流给热)。
显然流体的物性以及流体的流动状态还有周围的环境都会影响对流传热。
了解与测定各种环境下的对流传热系数具有重要的实际意义。
通过本实验可达到下列目的：(1)测定不同环境与小钢球之间的对流传热系数，并对所得结果进行比较。
(2)了解非定常态导热的特点以及毕奥准数（Bi ）的物理意义。
B 实验原理自然界和工程上，热量传递的机理有传导、对流和辐射。
传热时可能有几种机理同时存在，也可能以某种机理为主，不同的机理对应不同的传热方式或规律。
当物体中有温差存在时，热量将由高温处向低温处传递，物质的导热性主要是分子传递现象的表现。
通过对导热的研究，傅立叶提出：(1)dydTA Q q yy λ-==式中：- y 方向上的温度梯度dydT[]m K /上式称为傅立叶定律，表明导热通量与温度梯度成正比。
负号表明，导热方向与温度梯度的方向相反。
金属的导热系数比非金属大得多，大致在50～415范围。
纯金属的导热系[]K m W ⋅/数随温度升高而减小，合金却相反，但纯金属的导热系数通常高于由其所组成的合金。
本实验中，小球材料的选取对实验结果有重要影响。
热对流是流体相对于固体表面作宏观运动时，引起的微团尺度上的热量传递过程。
事实上，它必然伴随有流体微团间以及与固体壁面间的接触导热，因而是微观分子热传导和宏观微团热对流两者的综合过程。
具有宏观尺度上的运动是热对流的实质。
流动状态（层流和湍流）的不同，传热机理也就不同。
牛顿提出对流传热规律的基本定律 - 牛顿冷却定律：(2)()fW T T A qA Q -==α并非物性常数，其取决于系统的物性因素，几何因素和流动因素，通常由实验来测α定。
本实验测定的是小球在不同环境和流动状态下的对流传热系数。
强制对流较自然对流传热效果好，湍流较层流的对流传热系数要大。
实验6气-汽对流传热实验
实验6 气—汽对流传热实验6.1 实验目的(1) 了解套管换热器的构造及气—汽对流传热的机理。
(2) 掌握用热电偶温度计测量壁面温度的方法。
(3) 掌握传热膜系数α的测定方法，并学会传热膜系数测定实验的数据处理方法。
(4) 了解影响传热膜系数的因素和强化传热的途径。
6.2 实验原理传热膜系数α是研究传热过程及换热器性能的一个很重要的参数。
本实验所用换热器是由玻璃套管4和传热紫铜内管2构成的套管换热器。
冷流体为空气，由鼓风机11提供，并在换热器的内管中流动，其流量由旁路阀10调节，并由孔板流量计7和8（读数为R ）测定，其进口和出口温度分别由温度计6和1测定。
热流体为饱和蒸汽，由电加热釜13和电加热器15等组成的蒸汽发生器提供，它在换热器的内管外流动。
由铜-康铜热电偶3、冷端温度补偿器（冰水浴保温桶）及毫伏表组成温度测量仪表，用于测量传热管的平均壁温。
由毫伏表测得热电动势E （mV ），即可得管外壁温度T （℃）值，由于紫铜管传热性能优异，可由管外壁温度代替内壁温度。
在套管换热器中，冷流体（空气）在管内作强制对流流动，热流体（水蒸汽）在管外流动。
冷、热两种流体呈逆流流动，通过间壁进行热交换。
流体在圆形管道内无相变时的准数关联式为 4.0Pr Re mA Nu =，将非线性转化为线性关系。
将实验得到的若干组Nu ，Re 和Pr 数据，由回归法确定系数m A ,值。
具体测定方法如下：对于准数关联式4.0Pr RemA Nu =（流体被加热时），将4.0Pr 移至左边，两边取对数，令()0.4lg Pr y Nu =，lg ;lg Re a A x ==,得y a mx =+,此式为一元线性式，按回归法即可得m 。
6.2.1 m 的计算：在双对数坐标系中以Re 为横坐标，以4.0Pr Nu 为纵坐标。
将测得的6组数据处理后得到6对横、纵坐标，在双对数坐标系中描出6个点，将6个点相连得一直线。
该直线的斜率即为准数关联式中的m 。
对流传热系数的测定
对流传热系数的测定北京理工大学化学学院董女青1120102745一、实验目的1、掌握对流传热系数的测定方法，测定空气在圆形直管内的强制对流传热系数, 验证准数关联式。
2、了解套管换热器的结构及操作，掌握强化传热的途径。
3、学习热电偶测量温度的方法。
二.实验原理冷热流体在间壁两侧换热时，传热基本方程及热衡算方程为：Q = KAAtm = m^Cp (t入一t出)换热器的总传热系数可表示为：1 1 b 1—------- 1 ---- 1 ----K a ：入a 0 式中：Q—换热量，J/sK—总传热系数，J/(m' s)A—换热面积，m：At m-平均温度差，°CCp—比热，J/ (kg • K)nu—质量流量，kg/sb—换热器壁厚，ma i、a o—内、外流体对流传热系数，J/(m? • s)依据牛顿冷却定律，管外蒸汽冷凝，管内空气被加热，换热最亦可表示为：Q = a jAj(t w - t) = a 0A0 (T — T w)式中:t w.凡一管内(冷侧)、管外(热侧)壁温，t、T-管内(冷侧)、管外(热侧)流体温度测定空气流量、进出口温度、套管换热面积，并测定蒸汽侧套管壁温，由于管壁导热系数较大且管壁较薄，管内壁温与外壁温近似柑等，根据上述数据即可得到管内对流传热系数，由丁•换热器总传热系数近似等丁•关内对流传热系数，所以亦可得到套管换热器的总传热系数。
流体在圆形直管强制对流时满足下述准数关联式：Nu = O.O237?e°-8Pr0-33式中：Nu-努塞尔特准数，Nu=^,无因次Re—雷诺准数，Re = ^,无因次P L普兰特准数，Pr =耳,无因次测定不冋流速条件下的对流传热系数，在双对数坐标屮标绘加he关系得到一条直线，直线斜率应为0. &三、实验内容1、测定不同空气流星下空气和水蒸汽在套管换热器换热时内管空气的对流传热系数，推算总传热系数。
2、在双对数坐标中标绘M L R決糸,验证准数关联式。
实验1 固体小球对流传热系数的测定
实验1 固体小球对流传热系数的测定A 实验目的工程上经常遇到凭藉流体宏观运动将热量传给壁面或者由壁面将热量传给流体的过程，此过程通称为对流传热（或对流给热)。
显然流体的物性以及流体的流动状态还有周围的环境都会影响对流传热。
了解与测定各种环境下的对流传热系数具有重要的实际意义。
通过本实验可达到下列目的：(1) 测定不同环境与小钢球之间的对流传热系数，并对所得结果进行比较。
(2) 了解非定常态导热的特点以及毕奥准数（Bi ）的物理意义。
B 实验原理自然界和工程上，热量传递的机理有传导、对流和辐射。
传热时可能有几种机理同时存在，也可能以某种机理为主，不同的机理对应不同的传热方式或规律。
当物体中有温差存在时，热量将由高温处向低温处传递，物质的导热性主要是分子传递现象的表现。
通过对导热的研究，傅立叶提出： dydTAQ q y y λ-==(1)式中：dydT- y 方向上的温度梯度[]m K / 上式称为傅立叶定律，表明导热通量与温度梯度成正比。
负号表明，导热方向与温度梯度的方向相反。
金属的导热系数比非金属大得多，大致在50～415[]K m W ⋅/范围。
纯金属的导热系数随温度升高而减小，合金却相反，但纯金属的导热系数通常高于由其所组成的合金。
本实验中，小球材料的选取对实验结果有重要影响。
热对流是流体相对于固体表面作宏观运动时，引起的微团尺度上的热量传递过程。
事实上，它必然伴随有流体微团间以及与固体壁面间的接触导热，因而是微观分子热传导和宏观微团热对流两者的综合过程。
具有宏观尺度上的运动是热对流的实质。
流动状态（层流和湍流）的不同，传热机理也就不同。
牛顿提出对流传热规律的基本定律 - 牛顿冷却定律：()f W T T A qA Q -==α(2)α并非物性常数，其取决于系统的物性因素，几何因素和流动因素，通常由实验来测定。
本实验测定的是小球在不同环境和流动状态下的对流传热系数。
强制对流较自然对流传热效果好，湍流较层流的对流传热系数要大。
对流传热系数的测定实验指导书
对流传热系数的测定实验指导书1 训练目的：1．1熟悉换热装置中的各种设备及名称、各类测量仪表及名称、控制阀门的作用、冷热流体进出口位置等。
1．2了解换热器的结构，掌握对装置的试压、试漏等操作技能。
1．3掌握传热系统的流程和开、停车步骤及常见事故的处理方法。
1．4学会对流传热系数的测定方法。
1．5测定空气在圆形直管内（或螺旋槽管内）的强制对流传热系数，并把数据整理成准数关系式。
1．6了解影响对流传热系数的因素和强化传热的途径。
2．实验内容：测定不同空气流量下空气和水蒸汽在套管换热器中的进出口温度，求得空气在管内的对流传热系数。
3 基本原理3．1准数关系式对流传热系数是研究传过程及换热性能的一个很重要的参数。
在工业生产和科学研究中经常采用间壁式换热装置来达到物料的冷却和加热目的，这种传热过程是冷热流体通过固体壁面（传热元件）进行的热量交换，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流传热所组成。
由单位传热速率议程式知，单位时间、单位传热面积所传递的热量为q=K（T－t）而对流传热所传递的热量，对于冷热流体可由牛顿定律表示q=a h·（T－T wl）或q=a·（t w2－t）式中q—传热量，W/℃；a—给热系数，W/㎡；T—热流体温度，℃；t—冷液体温度，℃；T w1、t w2—热冷液体的壁温，℃；下标：c—冷侧面h—热侧由于对流传热过程十分复杂，影响因素极多，目前尚不能通过解析法得到对流传热系数的关系式，它必须由实验加以测定获得各种因素下对流传热系数的定量关系。
为了减少实验工作量，采用因次分析法将有关的影响因素无因次化处理后组成若干个无因次数群，从而获得描述对流传热过程的无因次方块字程。
在此基础上组织实验，并经过数据处理得到相应的关系式，如流体在圆形（光滑）直管中做强制对流传热时传热系数的变化规律可用如下准数关联式表示N u=CR e m P r n=ad/λR e=duρ/µ=dw/AμNμ—努塞尔特准数；Re—雷诺准数；P r—普兰特准数；w—空气的质量流量，㎏/s；d—热管内径，m；A—换热管截面积，㎡；μ—定性温度下空气的粘度，P a·S；λ—定性温度下空气的导热系数，W/（m·℃）；a—对流传热系数，W/（㎡·℃）；当流体被加热时，n=0.4；被冷却时，n=0.3。
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对流传热的实验分析
热传导、热辐射和对流传热是物体之间热量传递的三种基本方式。
在这三种方
式中，对流传热在自然界和工程应用中起着重要的作用。
对流传热实验是研究和分析对流传热现象的有效手段，本文将对对流传热实验进行分析。
一、实验目的和原理
对流传热实验的目的是研究流体中的热传递过程，包括流体的流动特性和传热
特性。
实验原理基于流体的运动和传热规律。
在对流传热实验中，我们通常使用热平衡器、热电偶和流量计等仪器设备来测量和记录实验数据。
二、实验装置和操作
对流传热实验通常使用实验装置来模拟实际情况。
实验装置包括加热器、冷却器、流体循环系统和传感器等。
实验操作包括设定流体的流速、温度和压力等参数，并记录实验数据。
实验过程中需要保持实验环境的稳定和可重复性，以确保实验结果的准确性和可靠性。
三、实验结果和数据分析
对流传热实验的结果通常以温度差、传热速率和传热系数等形式呈现。
通过对
实验数据的分析，可以得出对流传热的相关规律和特性。
例如，实验结果可能显示随着流体流速的增加，传热速率也增加；或者随着流体温度差的增加，传热系数也增加。
这些结果可以用于改进工程设计和优化传热设备。
四、实验误差和改进措施
在对流传热实验中，存在一定的误差。
误差可能来自于实验设备的精度、环境
条件的变化以及实验操作的不确定性等因素。
为了减小误差并提高实验结果的可靠性，可以采取一些改进措施。
例如，使用更精确的测量仪器、控制实验环境的稳定性和增加实验重复次数等。
五、实验应用和意义
对流传热实验的应用广泛，涉及到许多领域。
在能源领域，对流传热实验可以
用于改进燃烧系统和提高能源利用效率。
在建筑工程领域，对流传热实验可以用于改善建筑物的隔热性能和节能设计。
在化工工程领域，对流传热实验可以用于优化化工过程和提高生产效率。
六、实验的挑战和未来发展
对流传热实验面临一些挑战，例如实验环境的复杂性和实验数据的处理方法等。
未来，随着科学技术的不断发展，对流传热实验将更加精确和高效。
新的实验方法和技术将被引入，以解决实验中的问题并推动对流传热研究的进一步发展。
总结起来，对流传热实验是研究和分析对流传热现象的重要手段。
通过实验目的、原理、装置、操作、结果和数据分析等方面的讨论，我们可以了解对流传热实验的基本内容和步骤。
对流传热实验在工程应用和科学研究中具有重要的意义和潜力，对于改善能源利用效率和优化工程设计具有重要的指导作用。