浙江大学化工原理实验---横管对流传热系数的测定实验报告
实验二 空气横掠单管时平均换热系数的测定
实验二 原始数据记录表
待测物理量
直径 D
试验管尺寸
有效长度 L
热面积 A=πDL
单位 m m m2
第一组 0.1
第二组 0.1
第三组 0.1
电压测量值 U1
mV
电流测量值 U2
mV
工作电压 U= U1×201×10-3
V
工作电流 I = U2×2 工况编号
倾斜微压计读值 H
A
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
I——流过试验管的电流，A 5、管子平均换热系数 α：
α=
Q A（tω −
t f）
( w/m2·℃)
式中 A——二电压测点间试验管的外表面积
6．换热准则方程式
空气强迫对流换热准则关系式通常整理成幂函数的形式：
Nu=CRem
准 则 关 系 式 中 的 系 数 都 是 通 过 实 验 数 据 整 理 求 得 的 。将 上 式 两 边 取 对 数 ，
因为标准电阻标定 150/75mv。所以测得标准电阻上每 1mv 电压降等于
2A 的电流流过，即：
I= U2×2
(A)
式中 U2——标准电阻两端的电压降(mV)
4、试验管二电压测点间的发热量 Q：
式中
Q=I U
(W)
U——试验管工作段间的电压降，V
-9-
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则有
lgNu=a+mlgRe
其中 a=lgC。
Hale Waihona Puke 如用：X=lgRe；Y=lgNu，则它们的规律可用一条直线表示：
传热膜系数测定实验报告
北京化工大学化工原理实验报告实验名称：对流给热系数测定实验班级：姓名：学号：序号：同组人：设备型号：对流给热系数测定实验设备-第X套实验日期：一、摘要选用牛顿冷却定律作为对流传热实验的测试原理,通过建立水蒸汽—空气传热系统，分别对普通管换热器和强化管换热器进行了对流传热实验研究。
确定了在相应条件下冷流体对流传热膜系数的关联式。
此实验方法可测出蒸汽冷凝膜系数和管内对流传热系数。
本实验采用由风机、孔板流量计、蒸汽发生器等装置，空气走内管、蒸汽走环隙，用计算机在线采集与控制系统测量了孔板压降、进出口温度和两个壁温，计算传热膜系数α，并通过作图确定了传热膜系数准数关系式中的系数A 和指数m （n 取0.4），得到了半经验关联式。
实验还通过在内管中加入混合器的办法强化了传热，并重新测定了α、A 和m 。
二、实验目的1、掌握传热膜系数α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系式中的系数A 和指数m 、n 的方法；3、通过实验提高对准数关系式的理解，并分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
三、实验原理热量的传递方式有传导、对流、辐射三种。
流体流经固体表面的传热包含壁面薄层的热传导和主体的热对流，总称为对流给热。
计算对流给热过程的热量Q 和热流密度q 等，通常需先确定给热系数α。
本实验以间壁式换热器中最简单的套管换热器为研究对象，令壳程走热水蒸汽，管程强制逆流走冷空气，跟据牛顿冷却定律可以测得圆管内空气一侧的给热系数α1。
进一步可以将无因次准数Nu ，Re ，Pr 等按经验形式联系起来，并回归其中的参数A,a 。
根据已知A,a 的通用关联式确定给热系数，也可达到一定的精度要求，是当前工程上确定α的重要方法。
牛顿冷却定律： m t A Q∆⋅⋅=α式中：α——内表面给热系数，[W/(m ²·℃)]； Q ——传热量，[W]； A ——总传热面积[m2²]；Δtm ——管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，[℃]；1t ——进口温度，[℃]；2t ——出口温度，[℃]；,1w t ——壁温，[℃]；,2t w ——壁温，[℃]。
化工原理传热膜系数测定实验报告
化工原理传热膜系数测定实验报告SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#北京化工大学化工原理实验报告实验名称：传热膜系数测定实验班级：化工1305班姓名：张玮航学号： 32 序号： 11同组人：宋雅楠、陈一帆、陈骏设备型号：XGB型旋涡气泵及ASCOM5320型压力传感器第4套实验日期： 2015-12-17一、实验摘要首先，本实验让空气走内管，蒸汽走环隙，采用由XGB 型漩涡气泵风机、ASCOM5320型压力传感器、孔板流量计、蒸汽发生器等组成的自动化程度较高的装置，由人工智能仪来读取所有温度和压差等参数，用计算机软件实现数据的在线采集与控制。
其次，由所得数据分别求得了正常条件和加入静态混合器后的强化条件下的对流传热膜系数α，再通过作图，使用图解法确定了传热膜系数准数关系式Re Pr m n Nu A =（n=）中的系数A 和指数m 后，在双对数坐标纸中作出了0.4/Pr Re Nu 的关系曲线。
最后，整理出了流体在圆管内做强制湍流流动的传热膜系数准数半经验关联式，并与公认的关联式进行了比较。
关键词：传热膜系数K 、雷诺数Re 、努赛尔准数Nu 、普朗特数Pr 、图解法二、实验目的1、掌握传热膜系数α及传热系数K 的测定方法： （1）测定空气在圆管内作强制湍流时的给热系数α1 （2）测定加入静态混合器后空气的强制湍流给热系数α1’2、通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数A 和指数m 、n 的方法；3、通过实验提高对准数关系式的理解，将实验所得结果与公认的关联式进行比较，分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
三、实验原理间壁式传热过程可分为三个过程：第一、由热流体对固体壁面的对流传热，第二、固体壁面的热传导，第三、固体壁面对冷流体的对流传热。
当流体无相变时的对流传热准数关系式可由量纲分析法写为：Re Pr m n p Nu A Gr =对于强制湍流而言，Gr 数可忽略，进行简化后：Re Pr m n Nu A =在本文中，采用Excel 软件对上述准数关系式中的指数m 、n 和系数A 进行计算机求解。
横管自然对流实验
五、实验数据处理2.数据处理（1）计算加热的热量=IV(w)、平均壁温、定性温度，定性温度取管壁温度和空气温度的平均值t m=(t w+t∞)/2计算得两次测量的误差小于1%，说明达到稳态了，用最后一次测量的数据处理。
以第一组数据为例：加热量Φ=IV=1.4×66=92.4平均壁温tw=(67.3+77.1+82.2+85.1+77.3+79.9)/6=78.15定性温度t m=(t w+t∞)/2=(78.15+31.7)/2=54.92(2)计算自然对流传热系数h=∅A(t w−t∞)_∅rA(t w−t∞)=IVA(t w−t∞)−εC0t w−t∞(Tw100)4−(T∞100)4h=∅A(t w−t∞)_∅rA(t w−t∞)=92.43.14∗0.08∗1.6(78.15−31.7)−0.11∗5.6778.15−31.7(376.3100)4−(329.8100)4=4.065169（3）查处物性参数在教科书的附录中查出空气的导热系数λ、热膨胀系数β、运动粘度ν和普朗特(4)整理准则数方程四根管子的数据代入准则数方程，可求出四组的数值，取对数后绘在直角坐标纸上，以为纵坐标，为横坐标。
把数据点连成一条最佳的直线，求出直线的斜率n 和截距lgC,再反求C。
即可求出准则数方程N u=C(G r∙p r)nNu=hdλ=4.065169×0.080.028664=11.35333Gr=gβ∆td3υ=9.8×0.003049×0.0830.000018=2087391lgNu=lg11.35333=1.055123lg(Gr*Pr)=lg(2087391×0.697015)= 6.162845实验数据处理所得表格如下：表2：图中截距即lgC为-0.4496，斜率即n为0.21588准则公式为N u=0.3551(G r∙p r)0.2159六、实验总结通过本次实验，我了解空气沿横管表面自然对流传热规律的实验研究方法，巩固了课堂学过的传热学知识，通过数据处理，整理了自然对流传热规则方程式。
实验3化工原理实验传热膜系数的测定
实验3化工原理实验传热膜系数的测定引言：传热膜系数是衡量传热效果的一个重要参数。
在化工工程中，准确测定传热膜系数对于设计和优化传热设备具有重要意义。
本实验旨在通过实验方法测定传热膜系数。
材料与方法：材料：水、试验设备、温度计仪器设备：传热装置、恒温器、温度计、流量计实验步骤：1.接通电源，打开恒温器，使其内部温度稳定在所需温度。
2.打开冷水和热水进水阀门，调节流量计开度至所需流量。
3.记录冷水、热水的入口和出口温度，并计算平均温度。
4.根据冷水和热水的平均温度与进出口温差，计算传热膜系数。
结果与讨论：实验中，我们进行了多组实验数据的测定，并计算了传热膜系数。
以下是两组实验结果的示例数据：实验1：冷水入口温度：20℃冷水出口温度：25℃热水入口温度：70℃热水出口温度：40℃冷水平均温度：22.5℃热水平均温度：55℃冷水和热水的进出口温差：2.5℃传热膜系数：10W/(m²·℃)实验2：冷水入口温度：15℃冷水出口温度：28℃热水入口温度：75℃热水出口温度：30℃冷水平均温度：21.5℃热水平均温度：52.5℃冷水和热水的进出口温差：3℃传热膜系数：15W/(m²·℃)通过多组实验数据的测定，我们可以发现传热膜系数与温差成正比例关系。
我们可以根据实验结果得到传热膜系数与温差的经验公式：q=KΔT，其中q为传热膜系数，ΔT为温差，K为比例常数。
结论：通过化工原理实验传热膜系数的测定，我们可以得到传热膜系数与温差的关系，并可以根据实验数据计算传热膜系数。
得到的实验结果可以在化工工程的传热设备设计和优化中起到重要的指导作用。
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，[℃]。
化工原理实验之对流传热实验
化工原理实验之对流传热实验————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:ﻩ化工原理实验报告之传热实验学院学生姓名专业学号年级二Ο一五 年 十一月一、实验目的1.测定冷空气—热蒸汽在套管换热器中的总传热系数Ｋ; ２．测定空气或水在圆直管内强制对流给热系数；3.测定冷空气在不同的流量时,Ｎu 与Re 之间的关系曲线，拟合准数方程。
二、实验原理（1）冷空气-热蒸汽系统的传热速率方程为m t KA Q ∆=)ln(2121t t t t t m ∆∆∆-∆=∆，11t T t -=∆,22t T t -=∆ )(21t t C V Q p -=ρ式中，Q —单位时间内的传热量，W ;A —热蒸汽与冷空气之间的传热面积,2m ,dl A π=; m t ∆—热蒸汽与冷空气之间的平均温差,℃或K K —总传热系数,)℃/(2⋅m W ;d —换热器内管的内直径,d =２0m ｍ l —换热器长度,l ＝1．3m ；V —冷空气流量,s m /3；pC 、ρ—冷空气密度，3/m kg 空气比热，kg J /；21t t 、—冷空气进出换热器的温度，℃； T —热蒸汽的温度,℃。
实验通过测量热蒸汽的流量V,热蒸汽进、出换热器的温度T １和T 2 （由于热蒸汽温度恒定,故可直接使用热蒸汽在中间段的温度作为T),冷空气进出换热器的温度t １和ｔ2,即可测定K 。
(2)热蒸汽与冷空气的传热过程由热蒸汽对壁面的对流传热、间壁的固体热传导和壁面对冷空气的对流传热三种传热组成,其总热阻为:2211111d h d d bd h K m ++=λ 其中,21h h 、—热空气，冷空气的给热系数，)℃/(⋅m W ；21d d d m 、、—内管的内径、内外径的对数平均值、外径，m ； λ—内管材质的导热系数，)℃/(⋅m W 。
在大流量情况下,冷空气在夹套换热器壳程中处于强制湍流状态,h2较大,221d h d 值较小;λ较大,md dλ1值较小，可忽略，即 1h K ≈（３）流体在圆形直管中作强制对流时对管壁的给热系数关联式为n m C Nu Pr Re '=。
化工原理传热实验报告
化工原理传热实验报告实验目的，通过传热实验，掌握传热原理，了解传热过程中的热阻和传热系数的测定方法，掌握传热表面积的计算方法。
一、实验原理。
传热是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程。
在传热过程中，热量的传递方式有对流、传导和辐射三种。
本实验主要研究对流传热。
二、实验仪器和设备。
1. 传热实验装置。
2. 温度计。
3. 计时器。
4. 水槽。
5. 水泵。
三、实验步骤。
1. 将水加热至一定温度，保持恒温。
2. 将试验管装入传热实验装置中，打开水泵，使水流通过试验管。
3. 记录试验管的进口和出口水温，以及进口和出口水的流量。
4. 根据实验数据计算出传热系数和传热表面积。
四、实验数据处理。
1. 根据实验数据计算出传热系数和传热表面积。
2. 绘制传热系数与雷诺数的关系曲线。
五、实验结果分析。
根据实验结果，我们可以得出传热系数与雷诺数呈线性关系，传热系数随雷诺数的增大而增大。
传热表面积的计算结果与实际情况相符合。
六、实验结论。
通过本次传热实验，我们深入了解了传热原理，掌握了传热系数和传热表面积的计算方法，提高了实验操作能力和数据处理能力。
七、实验总结。
传热实验是化工原理课程中的重要实践环节，通过实验操作，我们不仅学到了理论知识，更加深了对传热原理的理解。
在今后的学习和工作中，我们将继续努力，不断提高自己的实验能力和科研能力。
通过本次传热实验，我们对传热原理有了更深入的了解，掌握了传热系数和传热表面积的计算方法，提高了实验操作能力和数据处理能力。
希望通过这篇实验报告，能够对大家有所帮助，也希望大家能够在今后的学习和工作中继续努力，不断提高自己的实验能力和科研能力。
自然对流横管管外对流换热系数测试
实验一 自然对流横管管外对流换热系数测试一、 实验目的1. 了解空气沿横管表面自然对流换热系数的实验方法，巩固课堂上学过的知识；2. 测定单管的自然对流换热系数；3. 根据相似性分析，整理出准则方程式。
二、 实验原理对不锈钢水平圆管进行电加热后，热量是以对流和辐射两种方式散失到周围空气，因此横管的输入电功率等于对流换热与辐射换热量之和，即：r = [W]c IV ΦΦ+Φ=()c [W]w f hA t t Φ=−44r 5.67 [W]100100f w T T A ε⎡⎤⎛⎫⎛⎫Φ=−⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎣⎦故()4425.67 [W/m ]100100f w w f w f T T IV h t t A t t ε⎡⎤⎛⎫⎛⎫=−⋅⎢⎥⎪ ⎪−−⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎣⎦－℃ 式中：Φc ——对流换热量,W ； Φr ——辐射换热量，W ；I ——加热电流，A ； V ——加热电压，V ；h ——横管表面自然对流换热系数，W/m 2·℃； A ——圆管表面积，A=πdL ，m 2； t w ——横管表面平均温度，℃； t f ——室内空气温度，℃；ε——横管表面黑度。
根据相似理论，对于自然对流换热，努谢尔特数Nu 是格拉晓夫数Gr 、普朗特数Pr 的函数，即：()Pr Nu f Gr =⋅上式一般可表示成幂函数的形式：()Pr nNu c Gr =⋅定性温度为流体与壁面的平均温度()12m w f t t t =+，特征尺寸为管子内径。
c 、n 是通过实验所确定的常数。
Nu 、Gr 、Pr 数的定义可参考讲义，空气的物性参数可据定性温度由物性参数表查出。
改变工况（加热量），可求得一组准则数，把几组数据标在对数坐标纸上即可得到以Nu为纵坐标、以Gr、Pr为横坐标的一系列点，通过这些点用最小二乘法拟合一条直线，根据：()Nu c n Gr=+⋅即Y A nXlg lg lg Pr=+这条直线的斜率即为n，截距为c。
化工原理传热实验报告
化工原理传热实验报告实验目的，通过传热实验，掌握传热原理，了解传热过程中的热阻分析方法，掌握传热器件的性能参数测量方法。
实验仪器，传热实验装置、温度计、热电偶、电源、数字万用表、热导率仪等。
实验原理，传热是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程。
传热方式包括传导、对流和辐射。
传热实验主要通过测量传热器件在不同条件下的温度变化，来分析传热性能。
实验步骤：1. 将传热器件安装在传热实验装置上，并连接好相应的仪器。
2. 调节传热实验装置的工作状态，记录下初始温度。
3. 开始实验，观察传热器件在不同条件下的温度变化，记录数据。
4. 根据实验数据，计算传热器件的传热系数、传热阻等性能参数。
实验结果与分析：通过实验数据的记录和分析，我们得到了传热器件在不同条件下的温度变化曲线。
根据这些数据，我们计算得到了传热系数、传热阻等性能参数。
在实验过程中，我们发现传热器件的传热系数与传热面积、传热介质等因素有关。
传热阻则与传热介质的热导率、传热器件的结构等因素相关。
这些参数的测量和计算，对于传热器件的设计和优化具有重要意义。
结论：通过本次传热实验，我们深入了解了传热原理，掌握了传热器件性能参数的测量方法。
这对于我们今后在化工领域的工作和研究具有重要意义。
在实验中，我们也发现了一些问题和不足之处，例如在测量过程中温度波动较大，需要进一步改进实验方法和仪器精度，以提高实验数据的准确性。
总之，本次实验为我们提供了宝贵的经验和知识，对于我们的学习和成长具有重要意义。
希望在今后的学习和工作中，能够不断提高自己的实验技能，为化工领域的发展做出贡献。
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v .. . .. . . . 资 料. . 实验报告 课程名称：过程工程原理实验（乙） 指导老师： 国成 成绩：__________________ 实验名称：传热综合实验 实验类型：工程实验 同组学生： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得
横管对流传热系数的测定 1 实验目的： 1.1 掌握空气在普通和强化传热管的对流传热系数的测定方法，了解影响传热系数的因素和强化传热的途径。
1.2 把测得的数据整理成nBNReu形式的准数方程式，并与教材中相应公式进行比较。
1.3 了解温度、加热功率、空气流量的自动控制原理和使用方法。
2 装置与流程： 2.1 实验装置如图1所示：
图1.装置示意图
专业： 姓名： 学号： 日期： 2015.12.04 地点： 教十1206 v .. . ..
. . . 资 料. . 2.2 流程介绍： 实验装置由蒸汽发生器、孔板流量变送器、变频器、套管换热器及温度传感器、智能显示仪等构成。 空气—水蒸气换热流程：来自蒸汽发生器的水蒸气进入套管换热器，与被风机抽进的空气进行热交换，冷凝水经排出阀排入盛水装置。空气经孔板流量计进入套管换热管（紫铜管），流量通过变频器调节电机转速达到自动控制，热交换后从风机出口排出。 本实验中，普通管和强化管实验通过管路上的切换阀门进行切换。
2.3 横管对流传热系数测定实验数据符号说明表： 名称 符号 单位 备注 冷流体流量 V
紫铜管规格： Φ19mm×1.5mm， 即径为16mm， 有效长度为1020mm， 冷流体流量围： 3~18 m^3/h
冷流体进口温度 t1 ℃ 普通管冷流体出口温度 t2 ℃ 强化管冷流体出口温度 t2’ ℃ 蒸汽发生器蒸气温度 T1 ℃ 普通管热流体进口端壁温 TW1 ℃ 普通管热流体出口端壁温 TW2 ℃ 普通管外蒸气温度 T ℃ 强化管热流体进口端壁温 TW1 ‘ ℃ 强化管热流体出口端壁温 TW2 ’ ℃ 强化管外蒸气温度 T ’ ℃
3 基本原理： 间壁式换热器：冷流体之间有一固体壁面，两流体分别在固体壁面的两侧流动，两流体不直接接触，通过固体壁面进行热量交换。 本装置主要研究汽—气综合换热，包括普通管和强化管。其中，水蒸气空气通过紫铜管间接换热，空v .. . .. . . . 资 料. . 气走紫铜管，水蒸气走紫铜管外，采用逆流换热。 所谓强化管，是在紫铜管加了弹簧，增大了绝对粗糙度，进而增大了空气流动的湍流程度，使换热效果更明显。 3.1 空气在传热管对流传热系数的测定 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，如图2： T b
TW tw t 图2.间壁式传热过程示意图 间壁式传热元件在传热稳定后，有公式：
（1） 式中： Q — 传热量，W； m1 — 热流体质量流量，kg/s； Cp1 — 定性温度下热流体比热，J/(kg·℃)； T1 — 热流体进口温度，℃； T2 — 热流体出口温度，℃； m2 — 冷流体质量流量，kg/s； Cp2 — 定性温度下冷流体比热，J/(kg·℃)； t1 — 冷流体进口温度，℃； t2 — 冷流体出口温度，℃； α1 — 热流体与固体壁面的对流传热系数，W/()； A1 — 热流体测的传热面积，； (T-Tw)m — 热流体与固体壁面的对数平均温度，℃； α2 — 冷流体与固体壁面的对流传热系数，W/()； A2 — 冷流体测的传热面积，； (t-tw)m — 冷流体与固体壁面的对数平均温度，℃； K — 以传热面积A为基准的总传热数，W/()； A — 传热面积，； Δt — 冷、热流体的对数平均温差，℃。
其中：
0'VV v .. . .. . . . 资 料. . 02'mV
空气质量流量算法： — 空气之际体积流量，； — 空气在孔板处的密度，kg/。 本实验中即为空气在进口温度下对应的密度。 空气在无纸记录仪上记录的体积流量与空气流过孔板时候的密度有关。考虑到实际过程中，空气的进口温度不是定值，为了处理上的方便，无纸记录仪上显示的体积流量是孔板处的空气密度为1 kg/时候读数，因此，如果空气的密度不等于该值，则空气的实际体积流量应按照下式进行校正。 （5） V — 无纸记录仪上显示的空气的体积流量，。 在本装置的套管换热器中，环隙通水蒸气，紫铜管通空气，水蒸气在紫铜管表面冷凝放热而加热空气。当管材料导热性能很好，即λ值很大，且管壁厚度较薄时，可以认为同一截面处换热管两侧壁温近似相等，即： ， （6） 在传热达到稳定后，可得： （7） 即： （8） 实验中测定出紫铜管的壁温tW1和tW2 ；冷流体的进出口温度t1和t2 ，并查得t平均=0.5(t1+t2)下冷流体对应的Cp2以及实验用铜管的长度l、径d2，A2=πd2l和冷流体的质量流量m2，即可计算出α2。 3.2 准数方程式 对于流体在圆形直管作强制湍流对流传热时，传热准数经验式为： （9）
式中： —努赛尔数；
—雷诺数； —普兰特数； 对于流体是被空气冷却的情况，Pr≈常数，n=0.3，式(9)可简化为：
在双对数坐标中作图，找出直线斜率，即为方程的指数n。在直线上任取一点的函数值代入方程中，则可得到系数B。
4 实验步骤： 4.1 检查仪表、风机、蒸汽发生器及测温点是否正常； 4.2 蒸汽发生器灌水至接近最高点处； 4.3 打开总电源开关、仪表电源开关，启动控制软件。开启蒸汽发生器开始加热； 4.4 温度上升到水的沸点后，开启风机； 4.5 选择普通管管路，与仪表显示一致后，通过控制软件上的“流量设定”，按12 m3/h、10 m3/h、8 m3/h、6 m3/h的数据改变冷流体的流量； 4.6在每个实验点时，观察温度变化，特别注意冷流体出口温度的变化，等待系统稳定。系统稳定后，v .. . .. . . . 资 料. . 冷流体出口温度不再有明显的变化时，点击读取数据按钮，保存得到该冷流体流量下的系统数据； 4.7 完成普通管的测定后，切换到强化管，按第4.5、4.6两步相同的操作进行测定和数据的采集； 4.8完成实验后，按序切断电加热器电源、水源，停风机，最后导出实验数据，关闭计算机。
5 实验数据记录和处理： 5.1 基本参数：紫铜管规格：Φ19mm×1.5mm，即径为16mm，A=0.050m2，有效长度为1020mm。
5.2 实验数据： 冷流体进口温度/℃ fAirTemp1 fAirTemp1 19.186 19.75 20 20 20.374 20.436 20.25
冷流体出口温度
/℃ fAirTemp2 fAirTemp2 65.874 68.436 70.934 72.434 78.124 75.436 75.684
冷流体流量
(m3/h) fV fV 20.0055 14.7686 10.9605 7.99963 8.03193 12.6724 16.4429
蒸汽进口处壁温
/℃ fVaporTemp1 fVaporTemp1 102.124 102 102 101.812 101.934 102.812 102.812
蒸汽出口处壁温
/℃ fVaporTemp2 fVaporTemp2 102.374 102.434 102.25 102.124 101.374 102.124 102.124
管外蒸汽温度/℃ ai04 ai04 101.75 101.686 101.686 101.624 99.624 100.812 100.874
加热器汽相温度
/℃ fTemp fTemp 102.06 101.934 101.934 101.874 101.124 102 102
管道名称 iPipeName iPipeName 普通管1 普通管2 普通管3 普通管4 强化管1 强化管2 强化管3 v .. . .. . . . 资 料. . 5.3 数据处理： 计算示例：以强化管第一组数据为例： t1=20.374 ℃ t2’=78.124℃ V=8.03193m³/h T1=101.124 ℃ TW1’=101.934℃ TW2’=101.374℃ T’=99.624℃ t1=20.374℃，空气的密度为1.2035 kg/m³，空气平均温度40~50℃下空气热容为1005J/(kg·K)，导热系数为0.0280/[W/(m·K)]，空气粘度为1.94×10-5/Pa·s.
0'VV=
2035.1
03193.8=7.3214m³/h
02'mV=7.3214/3600*1.2035=0.002448 kg/s
Q=)(m122*2ttcp
=0.002448*1005*（78.124-20.374）=142.06 J/kg
2w21w12w21w1mw
t-tt-t
ln
)t-(t-)t-(tt-t）（= [(20.374-101.934)-(78.124-101.374)]/ln[(20.374-101.934)/
(78.124-101.374)]= 46.46℃
α2=mw*2122*2t)-(t)(mAttcp =142.06/0.051/46.46=59.95W/m2•K Nu='*22d= 59.95*0.016/0.0280=34.26
Re=**d2u=0.016*0.002448/（0.008*0.008*3.14*1.94）*105=1.005*104 分别计算，得到如下表格