气汽对流传热系数的测定实验(20201207205756)

1、气-汽对流传热系数的测定实验一、仪器设备简介流程如图，冷空气由风机 13，经孔板流量计11计量后，进入换热器内管，并与套管环 隙中蒸汽换热。空气被加热后，排入大气。空气的流量可用控制阀9调节。1、蒸汽发生器2、蒸汽管3、补水口 4、补水阀 5、排水阀6、套管换热器 7、放气阀8、冷凝水回流管9、空气流量调节阀10、压力传感器 11、孔板流量计12、空气管13、风机二、试验目的、任务1、掌握传热膜系数 a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联式中的系数A和指数m、n的方法。3、 通过实验提高对 a准数关联式的理解，并分析影响a的因素，了解工程上强化传热 的措施。三、实验

2、原理及步骤1、实验原理：对流传热的核心问题是求算传热膜系数a,当流体无相变式对流传热准数关联式的一般形式为：Nu=A - Rem Prn Grp对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故Nu=A Rem Prn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Rem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，既得到 直线方程：lg(Nu/Pr0.4)=lgA+mlgR e在双对数坐标中作图，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带入方程式中，则可得到

3、系数A，即A=Nu/(P r0.4 Rem)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 到最佳关联式。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：Re=du p / (I , Pr=cp (I / 入，Nu= a d/ 入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，有牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数 a值。 进而算得 Nu 准数值。牛顿冷却定律：Q=a Am At式中：a 专热膜系数，w/m2 :C

4、 被加热流体体积流量， m3/sQ 传热量， wA 总传热面积，m2, A=ndAtm 管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，C 传热量 Q 可由下式求得：Q=W Cp(t2-ti)/3600= pV Cp(t2-ti)/3600式中：w质量流量，kg/h;Cp流体定压比热，J/kg C ; t2、t1流体进、出口温度，C ； p性温度下流体密度，kg/m3;V 流体体积流量，m3/h。 流量测量：测定孔板压降 R(Pa)，查孔板Q R流量曲线。2、实验步骤：(1) 实验开始前，先弄清配电箱上个按钮与设备的对应关系，以使正确开启按钮。(2) 检查蒸汽发生器中水位，使其保持在水罐高度的1/22/

5、3。( 3)打开总电源开关，看其是否正常。( 4)实验开始时， 关闭蒸汽发生器补水阀， 启动风机， 并接通蒸汽发生气的加热电源， 打开放气阀排气。( 5)将空气流量控制在某一值，待数值稳定后记录(温度值和压差计读数)。改变空气流量(8 10次),重复实验，记录数据。( 6)实验结束后，先停蒸汽发生器电源，再停风机，清理现场。 实验前，务必使蒸汽发生器液位合适，液位过高，则水会溢入蒸汽套管；过低，则可能烧毁加热器。 调解空气流量时，要做到心中有数，为保证湍流状态，压差计读数不应从0开始。实验中要合理取点，以保证数据点均匀。 每改变一个流量后，等读数稳定后再测取数据。 排除空气等不凝性气体，实验过

6、程中定期排放。 开风机前先开旁路阀值最大，风机不要在出口阀关闭下长时间运行。四、基本要求1 、每组五个学生要分工协调配合进行实验。2、掌握对流传热系数的测定方法；用测定的对流传热系数数据检验通用的对流传热准 数关联式；了解通过实验得到描述过程规律经验公式的方法；了解强化传热过程的措施。五、实验内容、重点、难点1、实验内容：掌握传热膜系数 a及传热系数K的测定方法2、 重点：通过实验提高对 a准数关联式的理解，并分析影响a的因素，了解工程上 强化传热的措施。难点：分析影响a的因素，了解工程上强化传热的措施。六、实验报告的基本要求1、实验数据：设备编号；仪表常数孔板压差R/ Pa管压降AP/Pa温

7、度C备注壁温1壁温2空气进口空气出口2、实验结果：(1) 确定传热膜系数准数关联式中的系数 A和指数m、n;(2) 求出传热膜系数 a及传热系数K。七、成绩评定1、成绩评定方法：(1) 、正常情况下的学生的实验成绩应按学生的实验操作、纪律、实验报告三个方面 综合评定，各项所占比列情况见下表。项目实验操作纪律实验报告百分比%402040(2) 、实验成绩按优、良、中、及格、不及格评定，(3) 、有下列情况之一者，没有实验成绩或成绩不及格。A、不参加实验者；B、没有完成实验报告者；C、报告内容过于简单、错误显著者；或抄袭者。(4) 、课内实验，其学生的实验成绩可视为平时(作业)成绩。2、评定标准：(1) 、操作认真、无误；遵守纪律；实验报告格式标准内容翔实、语言规范；问题分 析透彻、明了；对实验掌握好。可给优；(2) 、操作认真、无误；遵守纪律；实验报告格式标准、内容翔实、语言规范；问题 分析比较透彻、；对实验掌握较好。可给良；(3) 、操作较认真、无误；较遵守纪律；实验报告符合要求、内