列管式换热器传热系数测定实验

1、列管式换热器传热系数测定实验列管式换热器传热系数测定实验一、实验目的1. 初步了解THXHR-5型气-气列管换热实验装置的基本结构和操作原理2. 掌握列管式换热器传热系数K的测定方法3. 了解影响实验结果准确性的原因以及可能存在的问题二、实验设备THXHR-5型气-气管列换热器，一台电脑，一台RS232/485转换器一只列簣册熱器空气5护嚣孔彬菽虽计*1;E-1r匚7!三、实验原理和方法在工业生产中，要实现热量的交换，须采用一定的设备，此种交换的设备称为换热器。它利用金属壁将冷、热两种流体间隔开，热流体将热传到壁面的另一侧，通过坚壁内的热传递再由坚壁的另一侧将热传递给冷流体。从而使热流体物流被

2、冷却，冷流体被加热，满足对冷物流或热物理温度的控制要求。传热系数是度量换热器性能的重要指标，影响换热器传热量的参数有传热面积、平均温度差和传热系数。根据传热速率方程，已知传热设备的结构尺寸，只要测得传热速率Q以及各相关温度，即可算出K,即测定气-气管列换热器的传热系数KW/（m2°C）K=Q/ALtm式中：A传热面积，m2；本实验为0.44Atm冷、热流体的平均温差，C；Q传热速率，W（即单位时间内传递的热量因为本次实验是顺流，因此求冷热流体平均温差时做出如下假设（1）冷热流体的质量流量G1，G2以及比热容Cp1，Cp2是常数（2）传热系数是常数；（3）换热器无散热损失；（4）换热面

3、沿流动方向的导热量可以忽略不计。此时可得公式：逆谎时：加=片一$M=石-口并流时1山心二兀心故e=e：其中热空气传热量痔虎負冷空吒走撫热器的克程I觀的外表面存在轉捏失，因此传拭速率应以热空吒侧来计算"热空气的质量流量，质量流量=密度x体积，体积流量V冷空代传热蜀T,.心空气的进.岀口温度、V；5冷空T的进、出口iraJit(il)成中=V热空V的裨积流吕m/h>C讥获流軾计拘校正杀敷；本实验中*c=1.6889；AP孔扳两侧差压变送器妁读叛.就Fm木实酚中，P可根据氓吒的隘废和压力*应用用想气坤我畜方理来进行讣TT即*(12)廣4冥（斥+2Rr式中曲空T的雕尔境氐kg/knl：

4、木实验中"M=70.0kgAraolTP大伍压kPa：本实骗中.PlOl.3kPa：K道用气休第数，kJ/<kniobK）：A实验屮，H-S.314kJ/CkmolK）：T板处空气温度，心或根据孔扳流屋计捉供的休积流屋计娜公武传热速率Q=m*c*(T1-T2)其中：m热空气质量流量，kg/hc热空气的比热容，J/（kg*K）,T1热空气进口温度，。CT2热空气出口温度，。C根据空气的物性参数表空氏範r性貂数表ke/in3叮屜.K)切0T匸帥K)*10'6m2.301.1651.0052.6722.9351.丨心：1.CU5N71523.U401.1231.<)05

5、2.殆乂丄住151.11051.00E2.79&药5u'1.0931.0052.8325.1551.0052&4601.06.OOFf2.927.2鮎1.04451.0072,昭'J7.9701.0却im2.9b28.b打1.0145.()093.005294SO1L0Q93.Of30.2850.恥3.09S1.0&yo0.机；11331V四、实验步骤1. 连接电源，开启电源总开关，电源指示灯亮，观察电压表的示数是220V。运行THXHR-5型气-气管列式换热器，开始实验。2. 并流连接换热器，启动热风机，空气加热器。调整冷空气流量为34m3/h(最大控

6、制在40-50之间)，读出表面数据得到热空气压力为8.0KPa，冷空气压力为9KPa。3. 每分钟进行一次采样，总共进行八组，后七组数据所测得的热空气入口温度与出口温度的差值需要在第一组的差值的正负百分之十之间即为有效。4. 导出实验数据，调整冷空气流量以供接下来同学的实验。5. 实验结束时先关闭加热电源开关，待温度降低至适宜再关闭风机。五、数据处理冷空气压力PI101(kPa)热空气压力PI102(kPa)冷空气流量FI101(m3/h)孔板差压FI102(kPa)热空气风机出口温度TI103(°C)热空气入口温度TI104(C)热空气出口温度TI105(C)并流-冷空气入口温度T

7、I101(C)并流-冷空气出口温度TI102(C)7.56.038.00.7933.666.054.539.043.87.56.038.00.7933.566.154.439.244.07.56.038.00.7833.566.154.439.343.87.56.038.00.7933.566.254.539.244.07.56.038.00.7933.666.254.639.344.27.56.038.00.7833.766.154.539.344.27.56.038.00.8033.566.254.539.344.47.56.038.00.8033.866.254.739.444.5以第一

8、组数据为本次测量的基准，第一组出入口温度的差值为11.5°C,因此后面七组的实验的热空气入、出口差值应在11.5±1.15之间，也就是说要>10.35,<12.65。结合八组数据冷热空气进、出口平均值，可得流体平均温差为54.5C,比热容为1.005,计算热空气质量流量46,传热速率Q=531W，根据K=Q/Atm，可算出传热系数K=142kW/(m2C)逆流时，方法与顺流类似。冷空气压力PI101(kPa)热空气压力PI102(kPa)冷空气流量FI101(m3/h)孔板压差FI102(kPa)热空气风机出口温度TI103(°C)热空气入口温度TI1

9、04(C)热空气出口温度TI105(C)逆流-冷空气人口温度TI102(C)逆流-冷空气出口温度TI101(C)8.06.034.00.7734.066.353.438.248.48.06.034.00.7933.866.253.338.148.58.06.034.00.7933.866.353.538.248.38.06.034.00.8034.066.353.438.048.48.06.034.00.7834.066.253.738.148.58.06.034.00.7934.066.353.838.148.68.06.034.00.7934.066.353.738.148.68.06.034.00.7934.066.553.737.948.6以第一组数据为本次测量的基准，第一组出入口温度的差值为12.9°C,因此后面七组的实验的热空