实验三传热系数K和给热系数α的测定PDF

1、实验三 传热系数 K 和给热系数 的测定一、 实验目的1. 了解间壁式传热元件和给热系数测定的实验组织方法2. 学会给热系数测定的试验数据处理方法3. 了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。二、实验原理在工业生产中 间壁式换热器是经常使用的换热设备。热流体借助于传热壁面 将热量传递给冷热体 以满足生产工艺的要求。影响换热器传热速率的参数有传热面积、平均温度差和传热系数三要素。为了合理选用或设计换热器 应对其性能有充分的了解。除了查阅文献外 换热器性能实测是重要的途径之一。传热系数是度量换热器性能的重要指标。为了提高能量的利用率 提高换热器的传热系数以强化传热过程 在生产实践中是经常遇到的问题

2、。在热流体对固体壁面的对流给热 固体壁面的热传导和固体对冷流体的对流给热三个传热过程中 所涉及的热量衡算为QQQQQ TKA(T t )h Ah (T tw1 ) c Ac (tw 2 t )Am (tw1 tw 2 )tw1tw1tw 2tw 2 tT t1111KAAA在所考虑的这个传热过程忠 所涉及的参数共有 13 个 采用因次分析方法 =13-4=9个无因次数群。 该方法的基本处理过程是将研究的对象分解成两个或多个子过程 。即分别对 1、2 进行研究无因次处理得dduc pbcf (,) Nu a0 RePr1 传热系数 K 的实验测定 热量衡算式和传热速率方程式 热量衡算式传热速率式

3、其中tm (T1 t2 ) (T2 t1 ) ln T1 t2两式联立 得K qc c c pc (t2 t1 )2 给热系数 的实验测定 热量衡算式和传热速率方程式 热量衡算式传热速率式其中tmc (tw上 t2 ) (tw下 t1 ) ln tw上下 t2两式联立 得c qc c c pc (t2 t1 )三、实验组织方法qc-空气流量计 1 个t1、 t2 -冷流体进、出口温度计 2 个T-水蒸汽温度计 1 个tw 上、 tw 下 -上壁温、下壁温温度计 2 个P -装 1 个压力表 配上套管换热器、蒸汽发生炉、疏水器、阀门管路、凉水塔系统组成如下实验装置。1 实验流程2 实验步骤1.

4、先开蒸汽发生炉 待上壁温开始升温后 开空气输送开关 调节转子流量计为 222. 打开不凝性气体放气阀 “开-关”重复 2 次3. 整个实验操作控制蒸汽压力恒定在 0.04Mpa 以下某一刻度 改变唯一操作变量即空气转 子流量计阀门开度 达到改变流速的目的4. 实验布点采用小流量和打流量分别布点集中原则 因为是直线原因5. 待冷流体出口温度显示值保持 5min 以上不变时方可同时采集实验数据6. 实验结束时 先关蒸汽进口调节阀 保持空气继续流动 10min 以足够冷却壁温 保护 热电偶接触正常。四、数据处理1 原始数据记录装置号d 外= 19mm = 1.5 mm L= 1.3m序号蒸汽压力蒸汽

5、温度空气流量空气进口空气出口下端壁温上端壁温2 数据计算过程1. 定性温度 tm t1 t2 查化工原理附录干空气的物理化学性质 内插法求空气平均 Cp 2) 换热器流通面2积 A 流通= d 内径 /4 A 换热= d 内径 l3)空气流量、流速流速 u=q/A 4) 传热量5) 总传热系数的计算K qc c c pc (t2 t1 ) A 为换热面积其中 tm (T1 t2 ) (T2 t1 ) ln T1 t26) 给热系数 的计算c qc c c pc (t2 t1 ) A 为换热面积其中 tmc (tw上 t2 ) (tw下 t1 ) ln tw上下 t27 准数值d uc pdRePrNu利用实验数据求出准数值 再进行曲线拟合 注意 取全部小组的数据点 不是一两个同学的数据点 的基础上求出b