换热系数的测定

1、 列管换热系数的测定列管换热系数的测定实验目的1、了解列管换热器的结构；了解列管换热器的结构；2、掌握换热器的主要性能指标的测定方法；掌握换热器的主要性能指标的测定方法；3、掌握换热器的基本操作方法。掌握换热器的基本操作方法。实验装置流程示意图实验装置流程示意图 壳程采用圆缺型挡板，传热管为不锈钢管，管径：13lmm；有效管长：1000mm；管数：24根；管外侧传热总面积：1.0m2。 固定管板式换热器固定管板式换热器 固定管板式换热器固定管板式换热器1 1封头；封头；2 2法兰；法兰；3 3排气口；排气口；4 4壳体；壳体；5 5换热管；换热管；6 6波形膨波形膨胀节；胀节；7 7折流板（或

2、支持板）；折流板（或支持板）；8 8防冲板；防冲板；9 9壳程接管；壳程接管；1010管板；管板；1111管程接管；管程接管；1212隔板；隔板；1313封头；封头；1414管箱；管箱；1515排液口；排液口；1616定距管；定距管；1717拉杆；拉杆；1818支座；支座；1919垫片；垫片；2020、2121螺栓、螺母螺栓、螺母 具有补偿圈的固定管板式换热器具有补偿圈的固定管板式换热器列管式换热器列管式换热器 1（ 2） U型管式换热器型管式换热器结构特点结构特点：换热器中的每根管子都弯制成：换热器中的每根管子都弯制成U形，形，进口、出口分别安装在同一管板的两侧，由于仅进口、出口分别安装在同

3、一管板的两侧，由于仅一块管板，管子在受热或冷却时可以自由伸缩。一块管板，管子在受热或冷却时可以自由伸缩。实验基本原理实验基本原理在间壁式换热器中，热量序贯地由热流体传给壁在间壁式换热器中，热量序贯地由热流体传给壁面左侧、再由壁面左侧传导至壁面右侧，壁面右面左侧、再由壁面左侧传导至壁面右侧，壁面右侧传给冷流体。在定态条件下，并忽略壁面内外侧传给冷流体。在定态条件下，并忽略壁面内外表面的差异，则各环节的热流密度相等，即：表面的差异，则各环节的热流密度相等，即：1、传热基本方程式传热基本方程式 :112211wwwwhcTtttttQqA 实验基本原理实验基本原理阻力推动力chtTq11h1c1式中

4、式中分别为各传热环节对单位传热而言的热阻。由上式，分别为各传热环节对单位传热而言的热阻。由上式，串联过程的推动力和阻力具有加和性。串联过程的推动力和阻力具有加和性。在工程上，上式通常写成：在工程上，上式通常写成：()QKA Tt111hcK其中其中为传热过程总热阻的为传热过程总热阻的倒数，称为传热系数。倒数，称为传热系数。 当推动力用换热器两端温差的对数平均温差来表当推动力用换热器两端温差的对数平均温差来表示，即：示，即： 其中逆流时其中逆流时 实验基本原理实验基本原理mQKA t12211221()()lnmTtTttTtTt21()vccPcQqCtt吸 12()vhhPhQqCTT放热流

5、体放出的热量热流体放出的热量 ：冷流体吸收的热量：冷流体吸收的热量： 理论上，不计热损失，稳定状态时理论上，不计热损失，稳定状态时 ，应相等；，应相等；而实际并不相等。而实际并不相等。2、热量衡算方程式、热量衡算方程式 依定性温度分别查出空气、冷却水的依定性温度分别查出空气、冷却水的、Cp、等。、等。122mttt122mTTT确定水和空气的物性参数确定水和空气的物性参数水的定性温度水的定性温度:空气的定性温度空气的定性温度: 实验基本原理实验基本原理3.传热过程的调节传热过程的调节 在换热器中若热流体的流量在换热器中若热流体的流量qvh或进口温度或进口温度T1发生变化，发生变化，而要求出口温

6、度而要求出口温度T2保持原来数值不变，可通过调节冷却保持原来数值不变，可通过调节冷却介质流量来达到目的。但是这种调节作用不能单纯地从介质流量来达到目的。但是这种调节作用不能单纯地从热量衡算的观点理解为冷流体的流量大带走的热量多，热量衡算的观点理解为冷流体的流量大带走的热量多，流量小带走的热量小。根据传热基本方程式，正确的理流量小带走的热量小。根据传热基本方程式，正确的理解是，冷却介质流量的调节，改变了换热器内传热过程解是，冷却介质流量的调节，改变了换热器内传热过程的速率。传热速率的改变，困难来自的速率。传热速率的改变，困难来自tm的变化，也可的变化，也可能来自能来自K的变化，而多数是由两者共同

7、引起的。如果的变化，而多数是由两者共同引起的。如果ch，调节，调节qvc，将使，将使tm的变化。如果的变化。如果ch或或ch，调节调节qvh ，将使，将使tm和和K皆有较大变化，此时过程调节是皆有较大变化，此时过程调节是两者共同作用的结果。两者共同作用的结果。实验步骤实验步骤1、先开冷流体（水）阀门，调整流量使流量稳定在、先开冷流体（水）阀门，调整流量使流量稳定在200.0L/h；2、启动风机，调整空气流量计旁路阀门，使空气流量稳定在、启动风机，调整空气流量计旁路阀门，使空气流量稳定在10.0m3/h；然后打开加热电源，对空气进行加热（空气进口温度；然后打开加热电源，对空气进行加热（空气进口温度已设定好，不要再触摸温控仪表表键，以免破坏已设定的控制已设定好，不要再触摸温控仪表表键，以免破坏已设定的控制程序，影响实验操作）；程序，影响实验操作）；3、待空气进口温度、待空气进口温度T1稳定后，再观察空气和水的出口温度待稳定后，再观察空气和水的出口温度待t2和和T2稳定不变稳定不变5min，读取原始数据；，读取原始数据；4、保持水流量不变，改变空气流量，重复步骤、保持水流量不变，改变空气流量，重复步骤3，这样测，这样测4-6组数组数据；据；5、保持空气流量不变，改变水流量，重复步骤、保持空气流量不变，改变水流量，重复步骤3，同样测，同样测4-6