制药化工原理：化工原理实验总传热系数及热损失

1、2020年12月8日星期二,化工原理实验,总传热系数与热损失,2020年12月8日星期二,一、 实验目的及任务,1、 定裸管及保温管的热损失，比较二者大小。 2、 测定保温管保温材料（聚胺酯泡沫塑料）的导热系数。 3、 掌握管壁对空气自然对流传热膜系数的测定方法。 4、 熟悉几种蒸汽加热设备传热系数的简便测定方法，并比较它们的大小。,2020年12月8日星期二,二、基本原理,工业生产中，若设备的外壁温度高于周围环境（大气）温度，则设备壁面将以对流和辐射方式向外散热，造成热损失。 如果设备内为水蒸气冷凝，则只要测量设备内蒸汽的冷凝量即可算出热损失量。,2020年12月8日星期二,2020年12月

2、8日星期二,求得，即：,2020年12月8日星期二,=,2020年12月8日星期二,计算热损失的对流辐射联合传热膜系数。,可由下式求得：,2020年12月8日星期二,保温材料导热系数 可由下式求得。,2020年12月8日星期二,式中：,-为保温层长度；,-为保温层内表面温度；,-为保温层的内半径；,-为保温层的外半径；,-通过壁面散失的热量可按式1求得,2020年12月8日星期二,三、装置和流程,本实验装置如图51所示。 设备共有五根传热管，管径为344，管长1000，外套管管径为603.5。,装置和流程见,2020年12月8日星期二,数字表示,2020年12月8日星期二,1.加热蒸汽调节阀;

3、 2. 压力表； 3. 排水阀； 4. 翅片管（翅片为装） 5. 水夹套管； 6. 裸管； 7. 空气夹套管； 8. 保温管； 9. （14）液封管； 10. （14）量筒； 11. （15）凝液收集阀； 12. （15）不凝性气体排气阀； 13. 空气调节阀； 14.水调节阀； 15、16. U型压差计； 17.保温瓶； 18. 转换开关； 19. UJ36电位差计； 20. 铠装热电偶,2020年12月8日星期二,四、操作要点,1、在实验开始前必须掌握UJ36电位差计的使用方法。 2、调好冷却风速和水速：打开空气阀门13及水阀门14，参照压差流速图，利用U型压差计15.16，使风速及水速保

4、持在常用流速范围。 3、调好蒸汽流量；,2020年12月8日星期二,a）缓缓打开总蒸汽阀1，五根管子同时进气，打开排水阀3，排出气包内冷凝水，然后关闭。 b）打开各个放气阀12，待空气排净后，再关小，但在整个实验过程中始终微开（以冒少量蒸汽为宜）。 c ） 细心地调节总蒸汽阀1，使各个U型液封管9内保持4060水柱的液封，（不允许有夹带蒸汽冒出），使之稳定片刻，即可测取数据。,2020年12月8日星期二,4、 测定传热系数和热损失：用量筒10接取凝液，并用秒表记录时间。 对空气套管每15分钟计量一次凝液量，水套管实验由于凝液量大，每23分钟计量一次。 测量凝液温度、裸管壁温、保温管保温层里外温

5、度、室内空气温度，重复两次。,2020年12月8日星期二,注意：为减少数据波动，实验时不得开启门窗和尽量减少在室内走动。 5、实验结束停汽排净气包冷凝水，停空气、停水。 并收拾整理现场，还清仪器设备，经导师允许后方可离开实验室。,2020年12月8日星期二,五、报告要求,1、计算保温材料聚酯酯泡沫塑料的导热系数 。,2、计算裸管道对流辐射联合传热膜系数 ，并于书中公式计算值进行比较。,3、计算空气套管，水套管道传热系数K并和经验数值进行比较。,2020年12月8日星期二,4、比较保温管与裸管道热损失。 5、实验结果讨论。,分秒必争,2020年12月8日星期二,六、讨论题,1、在实验过程中为什么要保持排气阀12有少量蒸汽冒出？为什么液封管又不允许夹带蒸汽？ 2、 在测定水套管或空气套管传热系数k值时，为什么要保持冷却水速和冷却风速恒定？ 3、所测同一管截面不同环向位置的壁温是否相同进？为什么？计算时应怎样去壁温？壁温应接近蒸汽温度还是空气温度？为什么?,2020年12月