传递原理实验-传热实验数据处理举例

五．原始数据记录。錢盒号」3031.昏內径di=16mm. 6=1.5mm.&feL=l.3mHo.蒸汽压力MT'a蒸汽温度匸m3/h匸匸下壁溫上壁温10.030105.0020.0031.0082.709E.40100.3020.030105.0015.0030.4083.8096.30100.2030.030105.0010.0030.1085.8096.80100.6040.030105.005.0030.1088.6097.50101.00歩盘号」3032.皆内径di=16mm.皆壁帛冠=1.5mm,&ftL=l.3mHo.蒸汽压力MT'a蒸汽温度1C空勺说屋m3/h空T进口温度■C空T出口温度■C下壁温匸上壁温•Q10.034105.0020.0030.6081.0039.80100.6020.034105.0015.0023.6082.70100.30101.3030.034105.0010.0028.3085.00100.40101.4040.034105.005.0027.3087.5039.51：1100.60计算示例以装置号3032第1组数据为例30.6+81.030.6+81.02=55.8°C,查得pc=1.076kg/m3,Cpc=0.24kcal/kgC,(T—t)—(T(T—t)—(T—t)2 LT—tIn2T—t1WpC(t—t)K= c——c pc2 1—1088AAtm3.14x0.0175x1.3x44.55=342kj/m2hCp=20.3pPa・s,入=0.02461w/mC1热负荷计算Q=WpC(t2-t])=20x1.076x0.24x4.18x(81.0-30.6)=1088kj/hccpc212.传热系数K计算81.0—30.6 “=44.55C105—81.0In105—30.6KAAtm=WcpcCpc(t2-t1)3•给热系数«计算cAtmct —t100.6—81.0lnm上 2lnt —t99.8—30.6m下 1(tm上—U—5下—Atmct —t100.6—81.0lnm上 2lnt —t99.8—30.6m下 1aAAtccmc=Wpc (t-t)aAAtccmcccpc2 1

10883.14x0.016x10883.14x0.016x1.3x39.32=424kj/m2h°C4•给热系数ah计算pcAtmhaAAt(T-lnmh)-(T-t－t100.6－99.8T-lnT-pcAtmhaAAt(T-lnmh)-(T-t－t100.6－99.8T-lnT-ln105－99.8=4.79CT-T-105－100.6Wpcpc1088冗dlAt3.14x0.019x1.3x4.792929kj/m2hCmh5.雷诺数R谱朗特数Pr的计算e20/3600=20/3600=27.65m/s0.785x0.0162Redup0.016Redup0.016x27.65x1.076=2.34x10420.3x10-6Cpp0.24x20.3x10-6Pr== =0.71九0.0246x3600ad424x0.016NUC=―c—= =65.97九0.0246x4.18六.过程运算表3031号装置过程运算表Ho.m=/h熱呈X1戸Kj/h3TCKX10_EKj/n/h匸ahX10sKj/m.h'CacX10EKj/mEh'CReXlO-^Hu120.0011.0745.053.442.5724.432.3868.8215.008.6443.E92.771.A523.621.7856.1310.00b.0242.491.381.3822.bl1.1840.445.003.2240.771.100.7321.430.5A22.9回归方程NuzO.028Pr°R』円"相关系数EzO.999T.區大相对嗫迫为1.43靄.區丈相对嗫盪发生在第［组教据No.HuPrReX1hHue168.800.702.3869.7925b.130.701.7855.39340.410.701.1840.11422.980.700.5923.133032号装置过程运算表No.空气说屋m=/h熱gxio-2Kj/h仝X：KX10EKj/mEhX2ahX103Kj/m.h匸acX10sKj/m.h匸ReX10^JTu120.001U.8844.553.422.9324.232.3765.6j215.008.5943.532.TE.2.6523.3T1.7852.2：310.00b.1U42.182.021.9322.481.1338.4445.003.2340.381.120.8421.430.5922.or回归方程Nu^O.Q29P严詁刚相关系數班Q.9999.區丈相对嗫迫再-Q.W4乩區丈相对嗫直荒生在第？组數据No.HuPrReX1『4Hue165.bH0.702.37G5.72252.200.701.7352.43338.440.701.1338.14斗22.070.700.5922.14作图法关联曲线方程Nu/P0.4=aRb (17)re由下图3031，用作图法待定上式函数中的常数a和b，方法如下：以直线为斜边，作直角三角形，读得斜边上二点A(10000，40.6)，B(20000，70.2)该三角形的高与该三角形底边之比的值，即为此函数的指数b；然后在直线上读得一点坐标，将该坐标待入式(17)，可求得常数a。In70.0-In40.6b= =0.786ln20000-ln10000将点(10000，40.6)待入得40.6=alOOOO0-786a=0.029.•・N=0.029R0-786P0-4uer装置号3031Nu/Pr0-4对Re关系图

O103 2 3 4 5E78310^ 23 4 5E78310gReZ//z，■-/O103 2 3 4 5E78310^ 23 4 5E78310gReZ//z，■-/IIIIIIIIIIIIIIIIINu/Pr04对趾关系图装置号3032Nu/Pr0-4对Re关系图3 4 5678910eoooooooO038765431-20487653Nu/Pr4对趾关系图实验结果讨论与分析从理论及经验公式可知：Nu=0.023Ro.8Pro.4。而此公式适用的条件是：e⑴光滑管内R>10000即流动是充分湍流的，这一点是重要的；e(2)0.7VP<160；r⑶流体是低粘度的(不大于水粘度的2倍)；⑷l/d>30〜40即进口段只占总长的很小一部分，而管内流动是充分发展的。本实验关联的Nu=0.030Re0.778Pr0.4与理论公式作比较有偏差，可能有以下原因造成的。冷u er空气进口温度随冷空气进口流量的下降而不断上升，这对传热的稳定影响很大，因此，为了减少此影响因素，在设备设计时冷空气进入系统前，设置空气冷却装置，以避免空气温度变化太大造成数据误差厉害。冷空气流量取20、15、10、5m3/h，其他变量若发生变化,热平衡就被破坏，要建立热平衡需要一定的时间，因此t2必须稳定5min以上不变方可读数取样。入0.400.8u0.8整理a=0.023 U，由此式可知：物性参数中0对给热系数影响最大，但对卩0.