对流传热系数测定实验报告Word文档下载推荐.docx

1、35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、光滑管测定68个不同流速下光滑管换热器的对流传热系数1。对1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、波纹管测定68个不同流速下波纹管换热器的对流传热系数1。对1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

2、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nucRem（1）（2）其中：Re?du?V?4d?nu?d,50时，空气的导热系数?0.02826w/（m.K）?待定参数c和m可通过实验测定蒸汽、空气的有关数据后，对式（2）取对数，回归求得直线斜率和截距。Rem因此：c?d2传热量计算努塞尔数nu或1无法直接用实验测定，只能测定相关的参数并通过计算求得。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

3、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（3）式计算。Qwecpc（t2t1）=V1cpc（t2t1）根据热传递速率QKstm所以Kstm=V1cpc（t2t1）（4）（5）（3）式中：Q换热器的热负荷（即传热速率），kJs；we冷流体的质量流量，kgs；V冷流体（空气）的体积流量，m3/s；1一冷流体（空气）的密度，kgm3；K换热器总传热系数，w/（m2）；cpc一一冷流体（空气）的平均比定压热容，kJ/（kgK）；s传热面积，m2；tm蒸汽与空气的对数平均温度差，。空气的流量及两种流体的温度等可以通过各种测量仪表测得。综合上面各式即可算出传5篇

4、二：化工实验报告-传热系数的测定太原师范学院实验报告experimentationReportofTaiyuanteacherscollege系部：化学系年级：大四课程：化工实验姓名：学号：日期：20XX/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

5、、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*tm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=*dm*L，dm为内管内外径的平均值，L为套管换热器套管的长度）；tm为热空气与冷却水间的平均温度差【tm=（t1+t2）/（lnt1-lnt2），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

6、速率衡算式为：=wgcp（T1-T2）wg为空气的质量流量（Kg*s-1）cp为空气的比热容（KJ*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）,为内管的壁厚（m）;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；值较大，d1/dm值也较小，故d1/（a2*d2）和d1/dm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。

7、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*Rem*prnnu为努赛尔数，表达式为nu=a*d/；Re为雷诺数，表达式为Re=du/pr为普兰特数，表达式为pr=cp*/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*Rem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

8、速u，就能计算出nu和Re。以nu为纵坐标，Re为横坐标，在双对数坐标上作出它们的关系图，关系图的斜率为截距为Lgb，将求得的b，m值代入式中，即得出给热准数关联式。三、实验步骤：1熟悉实验装置及流程，检查设备，做好操作前的准备工作。2全开冷却水阀门，降水通入换热气中；打开鼓风机，打开空气控制阀门，将空气通入实验装置的电加热器中。3接通加热器电源，将电压调至，并始终保持电压稳定，当空气被加热后，在套管换热器上的进口温度测量点上显示温度为100-120左右（在稳定状态下，3min内热空气温度变化不超过1）时，开始在流量计上读取数值。热流体空气和冷流体冷却水的进、出口温度直接从装置上的各测量点读取

9、。4.逐渐由大到小调节空气控制阀门，改变空气流量6-8次，每次改变流量后，稳定3-5min后，按步骤3读取相关数据。5.完成所有数据测量后，将调压器上的电压指示调至零处，切断加热电源；继续通气、通水约5mi后关闭鼓风机，最后关闭冷却水阀门。四、数据记录及处理1、实验数据记录2、实验数据处理五、误差分析影响给热系数的主要因素：（1）液体的状态：气体、液体、蒸气及传热过程是否有相变化等；（2）液体的物理性质：如密度、比热容、粘度及导热系数；（3）液体的流动形态：层流或湍流；（4）液体对流的对流状况：自然对流，强制对流等；（5）传热表面积的形状、位置及大小。在该实验过程中，空气流量读数时存在误差；进

10、行温度读数时，温度不稳定，使得读数时存在误差；实验是在固定水流量的条件下进行的，但在实验过程中，水流量会出现波动，会对测定结果产生影响。篇三：六、对流给热系数测定实验实验学专班姓指导日工原理实验报告名称：对流给热系数测定实验院：化学工程学院业：化学工程与工艺级：名：教师：期：化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；3、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。4、掌握热电阻测温的方法。二、实验原理1、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

11、到稳定后，有如下关系式：Vcp（t2-t1）=iAi（tw-t）m式中：V被加热流体体积流量，m3/s；cp被加热流体平均比热，J/（kg.）；t1、t2被加热流体进、出口温度，；被加热流体密度，kg/m3；Ai内管的外壁、内壁的传热面积，m2；（tw-t）m内壁与流体间的对数平均温度差，；（T-Tw）m=（T1-Tw1）-（T2-Tw2）/ln（T1-Tw1）/（T2-Tw2）式中，T1、T2蒸汽进、出口温度，；（T-Tw）m水蒸气与外壁间的对数平均温度差，；当内管材料导热性能很好，即值很大，且管壁厚度很薄时，可认为Tw1tw1，Tw2tw2，即为所测得的该点的壁温。2、流传热系数准数关联式

12、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：nui=AReimprinnui=i*di/iRei=i*di*ui/ipri=cpi*i/i物性数据i，cpi，i，i可根据定性温度tm查得。对于管内被加热的空气，普兰特准数pri变化不大，可以认为为常数，则关联式的形式简化为：nui=AReimpri0.4通过实验确定不同流量下的Rei与nui，然后用回归方法确定A和m的值。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：ln（nu/pr0.4）=lnA+mlnRe三、实验装置图与流程1、实验装置及说明该装置为套管换热器（见图1），空气走管内，蒸汽走环隙，外管11/2

13、玻璃管，内管为252mm紫铜管，有效长度为1.2m。空气进出口温度和壁温分别由铂电阻测量，测壁温的两支铂电阻用导热绝缘胶固定在管外壁，孔板流量计的压差通过压力传感器转换为电信号由表头显示，其单位为kpa。孔板流量计的孔板d0=20mm。蒸汽发生器的加热功率为1500w（额定电压220V）。2、设备及仪器规格（1）、紫铜管规格：管径201.5mm，管长L1000mm（2）、外套玻璃管规格：管径1005mm，管长L1000mm（3）、压力表规格：00.1mpa四、实验步骤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

14、，让套管换热器里充有一定量的空气。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。具体排除冷凝水的方法是：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。、刚开始通入蒸汽时，要仔细调节蒸汽进口阀门的开度，让蒸汽徐徐流入换热器中，逐渐加热，由“冷态”转变为“热态”，不得少于10分钟，以防止玻璃管因突然受热、受压而爆裂。6、当一切准备好后，打开蒸汽进口阀，蒸汽压力调到0.01mp

15、a，并保持蒸汽压力不变。可通过调节排不凝性气体阀以及蒸汽进口阀来实现。7、可通过调节空气的进口阀手动调节空气流流量，改变冷流体的流量到一定值，等稳定后记录实验数值；改变不同流量，记录不同流量下的实验数值。8、记录6组实验数据，完成实验，关闭蒸汽进口阀与冷流体进口阀，关闭仪表电源和风机。9、关闭蒸汽发生器。五、注意事项1、一定要在套管换热器内管输以一定量的冷流体后，方可开启蒸汽阀门，且必须在排除蒸汽管线上原先积存的凝结水后，方可把蒸汽通入套管换热器中。2、刚开始通入蒸汽时，要仔细调节蒸汽的开度，让蒸汽徐徐流入换热器中，逐渐加热，由“冷态”转变为“热态”，不得少于10分钟，以防止玻璃管内因受热、受

16、压而爆裂。3、操作过程中，蒸汽压力一般控制在0.02mpa（表压）以下，否则造成玻璃管爆裂和填料损坏。4、确定各参数时，必须要在稳定传热状态下，随时注意惰气的排空和压力表读数的调整。六、实验的原始数据记录已知：s=dL=3.142010-3100010-3=0.0628m2定性温度t=（t1+t2）/2壁温tw=（T1+T2）/2七、实验数据的处理1、计算冷空气给热系数以第1组为例子：Q=Vcp（t2-t1）=1.135（11/3600）1005（62.7-11.8）=177.41wtm=（tw-t1）-（tw-t2）/ln（tw-t1）/（tw-t2）=55.83则，=Q/（Atm）=177.41/（0.062855.83）=50.60w/（m2?）同理可得出其他5组的给热系数值，如下表：