传热系数测定实验

1、实 验 对流传热系数测定、实验目的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。二、基本原理1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 Gp对于强制湍流而言，G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P分别回归。本实 验可简化上

2、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：0.4Lg（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，则可得到系数 A，即A=Nu/（Pr0.4 閒用图解法，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。 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。2、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 /卩,P r=cpu / 入,Nu=ad/ 入实验中改变空气

3、的流量以改变 Re准数的值。根据定性温度（空气近、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- A - t m式中：a传热膜系数，w/m2被加热流体体积流量，m3/sQ传热量，wA 总传热面积，m2 , A= n dil tm管臂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=p V 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定性温度下流体密度，kg/m3

4、;3V 流体体积流量，m /h。3. 流量测量测定空板压降R(Pa)查孔板QR流量曲线。三、装置与流程流程如图，冷空气由风机 13(旁路图中未画)，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、空板流量计12、空气管13、风机装置操作要点：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，打开放弃阀排气。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（810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。孔板压差管压降温度C备注R PaPPa壁温1壁温2空气进口空气出口四、讨论题1、本实验中管壁温度接近蒸汽温度还是空气温度？为什么？2、管内空气流动速度对传热膜