传热实验实验报告

1、广西大学实验报告姓名_ 院 _ 专业 _ 班_ 年 _ 月 _ 日实验内容传热实验 _指导教师 一、实验名称：传热实验二、 实验目的：熟悉套管换热器的结构；测定出 K : ，整理出 Nu - R e 的关系式，求出 A m .三、实验原理：本实验有套管换热器4 套，列管式换热器4 套，首先介绍套管换热器。套管换热器管间进饱和蒸汽，冷凝放热以加热管内的空气，实验设备如图225-1 ( 1) 所示。传热方式为：冷凝一传导一对流1、传热系数可用下式计算：KqW/ m2 kAm (1)蒸汽n冷空艺 &一 熱空气广西大学实验报告姓名图 2-2-5-1 ( 1)套管换热器示意图广西大学实验报告姓名院年实验

2、内容式中： q传热速率 W2传热面积 m tm 传热平均温差 K传热速率 q 用下式计算 :q =V SCp(t2 -ti )W3式中： VS -Vh/3600 空气流量 m/sM 空气流量 m 3/hP空气密度 kg/m ，以下式计算：- 0.4645( P) kg / m 273壮Pa大气压 mmHgRp 空气流量计前表压mmHgt1空气进换热器前的温度C Cp 空气比热 J/kg K ，查表或用下式计算：C p =10090.04t m J / kg Ktm =(t 1+t2) /2 空气进出换热器温度的平均值( C)t2空气出口温度 C 传热平均面积Am ：2Am =如 m L m 式

3、中： dm =传热管平均直径 mL 传热管有效长度 m 传热平均温度差tm 用逆流对数平均温差计算：专业班一月日指导教师(2)( 3)( 4)( 5)广西大学实验报告姓名专业年.实验内容指导教师T - Tti 二(T - t i),讥 2 = (T - t2 )Lti Lt2ln噪式中： T蒸汽温度 C 2、传热膜系数（给热系数）及其关联式空气在圆形直管内作强制湍流时的传热膜系数可用下面准数关联式表示:Nu 二 ARm Prn(7)式中： Nu努塞尔特准数Re 雷诺准数Pr普兰特准数A 系数，经验值为0.023m - 指数，经验值为0.8n 指数，经验值为 :流体被加热时n=0.4 ，流体被冷

4、却n=0.3为了测定传热膜系数，现对式（7）作进一步的分析 :(8)a 空气与管壁间的传热膜系数W/m 2 ?k本实验可近似取 a =K 传热系数 ，也可用下式计算 :(9)Ai (tW -t m)广西大学实验报告姓名 _ 院 _ 专业 _班_ 年 _ 月 _日实验内容 _ 指导教师Ai 传热管内表面积 m 2tw 管壁温 C tm 空气进、出口平均温度C d - 管内径 m入一一空气的导热系数 W/m ?k，查表或用下式计算：_5入=0.0244+7.8 X 10 5tm( 10)du(Reu 空气在加热管内的流速m/s空气定性温度 ( tm ) 下的粘度 pa ? s, 查表或用下式计算：

5、_5_81 =1.72 X 10 +4.8 X 10 t m(12)d, p -意义同上。Pr ( 13)KCp, i ,入 意义同上在定性温度 tm=5070 C 时普兰特准数值Pr=0.6980.694 ，取平均值为0.696 ,那么 Pr n=0.696 0.4=0.865 ，代入式 ( 7) 即可得如下的实验关联式：Nu =人理( 14 )式中 A=0.865A ，测定 A、m 值后，再算出 A 值，即可得到本实验的准数关联式 ( 7) 的形式。四、实验设备流程图：本实验套管换热器流程如图2-2-5-2 ( a) 所示，它为双套管并装换热器，其中广西大学实验报告一套的内管为光滑铜管，另

6、一套为螺纹铜管( 图中只画出其中一套设备)。冷空气由姓名 _院专业班年月日实验内容指导教师风机 1 送入，经表压计2 测定表压，流量计3 测定流量，阀 4 调节气量，温度计5 测定进口温度，进套管换热器6 被加热，热空气出口温度由7 测量。进套管间的蒸汽由温度计 8 测量温度，压力表9 测定压强，阀 10 调节进汽量。冷凝水由疏水器12 排除，管间的不凝气由放空管11 定期排放。另外，管壁及各测温点还配有热电偶测温装置。本实验列管换热器流程如图2-2-5-2 （ b）所示，冷空气由风机1 送入，经阀 2调节气量，气体流量计3 测定流量并由气体加热器12 将空气加热到指定温度，经温 度计 4 测

7、定进口温度后送入列管式换热器，冷却后的空气由温度计5 测量温度，然后排出换热器；进换热器的水的流量由阀10 调节，经液体流量计9 测定流量及温度计 6 测定温度后进入换热器，冷热流体在列管的管壁上进行热量交换，经加热的水由温度计 8 测定温度后排出换热器。3姓名 _院专业班年月日实验内容指导教师广西大学实验报告I风机2表压计3流量计4空气调节阀5进口温度计6换热器主体7出口温度计8蒸汽温度计9蒸汽压力表10 蒸汽调节阀II不凝气放空管12 疏水器图 2-2-5-2 （ a）套管式传热实验装置流程图五、实验方法：1、向锅炉加水至指定水位，通电加热至锅炉产生蒸汽压1.5kg/cm 2 （表）左右，

8、 待用。2、 关闭调节阀 4, 起动风机 1，慢慢开启阀 4 至最大，观察流量压差计3 的最大读数量程，确定 5 6 组读数及每组读数的压差值。23、开启蒸汽阀 10 进汽，压力表 9 控制在 0.5kg/cm （表）左右，同时打开放空阀11至有蒸汽排出时关闭。4、按拟好的压差量程，空气的流量由大至小测取读数（但不能测流量为零的读数）每组读数包括空气流量、表压、进出口温度和蒸汽进口温度。若用液体温度计测温度，要求读到0.1 C，若用热电偶测温，可由电位差计的读数查表而得温度。5、数据测量完毕，先关蒸汽后停风机。6、由测得的流量压差读数，根据流量曲线图查出相应的流量。广西大学实验报告姓名 _ 院

9、 _ 专业 _班_ 年 _ 月 _日实验内容 _ 指导教师六、原始数据记录表：=18.8 mmd = 16. 8 mmL = 1224 mm 巳二 761 mmHg数目一/据号.-序RRpmmHt2【OT Q Vh mmHggU C17048.533.487.6120.434.025544.532.688.6120.830.534054.531.489.4120.826.043058.230.690.6121.022.851564.029.591.8120.817.5表 1广西大学实验报告姓名 _院_ 专业 _ 班_年_ 月 _ 日实验内容 _ 指导教师七、数据处理表及图:n =0.4 ；Pr

10、 = 0. 6 9 6Prn = 0. 696 0.4 二 0. 865数- -号序乂- - S12345据号7序数/123452m *Ka/数 项目 序、?W- -1234/- -J-T- -応kgP- - -XL3m1272531671- -2 XL-55565550055435432*4 mF- -Wm / - -?S-S/巳5广西大学实验报告表 2广西大学实验报告姓名_ 院 _ 专业 _ 班_ 年 _ 月 _ 日实验内容 _ 指导教师数 项目讳 据KW/ m2 KNuR.log 10 Nulog 10 Re1164.38087.97143692.7071.9444.6402151.96

11、580.91839094.0171.9084.5923136.72272.41333888.9661.8604.5304125.77666.12729917.2241.8204.4765102.68453.48223206.6821.7284.366表 3图 1汕 二 0. 0228 Re 0.79 Pr0. 4广西大学实验报告姓名_ 院 _ 专业 _班_ 年 _ 月 _日实验内容 _ 指导教师八、计算举例 :取第 4 组数据举例计算1?传热系数 K 的计算 :22 8乂 =Vh / 3600m3 / s 二 0. 00633 m3 / s3600=0. 4645Pa + Rp=0. 4645

12、汉( 761 +58. 2kg / m3= 1.253 kg / m3( 273 +t,同理，其他组数据计算结果如表2和表3.广西大学实验报告姓名03 + 30. 6 y30.690.6t1t2 / 2 二= 60. 60 C2Cp 二 10090. 04 t m 二 1009 0. 04 60. 60二 1011. 42 J / kg Kq = V s ?CP t2 -t1= 0. 006331.2531011. 4290.6 - 30.6 = 481. 716 WA = dm L = 3. 1415918. 816. 810，1224 10m T2二 0. 069565mT -t1= 12

13、1.0 - 30. 6-90.4 CT -t2 二 121. 0 - 90. 6C = 30.4 C90-4K 二 55.06 K,90. 4 In -30. 4481.716m2 k = 125. 776W/同理，其他组数据计算结果如表W/2和表3.： t广西大学实验报告姓名_ 院 _ 专业 _班_ 年 _ 月 _日实验内容 _ 指导教师2.传热膜系数（给热系数）及其关联式的计算:qAi tw -t mAnT -t m481. 716 W/m2069565121. 0 - 60. 60647 W/ m2怎=0. 02447.810许 m0.02447.81060. 60 W/0.02913W

14、/ m KNu114.64716. 8 100.=66.12702913Vs0. 00633-m/ s = 28. 571 m/ s16.8 10 J3. 14159T1.72104.810 t m1.72 10 4.8 10 丄 60. 60 Fa / s0. 000020= /s世=168 忙 2&571 253 = 29917.224Re0. 0000201log 10 Nu = log丄。 66. 127 = 1. 820 log 10 R = log 10 29917.224 = 4. 476同理，其他组数据计算结果如表2和表3.广西大学实验报告姓名 _ 院 _ 专业 _班_ 年 _ 月 _日实验内容 _ 指导教师 _作 log 10 Nu - log 10 R 关系曲线图如图1.由图像