综合传热系数的测定实验

3456螺纹管：实验结果列表和作图：管型：螺纹，室温：°C,大气压强：kPa,螺纹管直径:17.8mm，螺纹管长:1.224m序号CpJ/kg・Am2-•cA/mPkg/nPWpkg/sPa-s/.w/nvReNr193456（二）实验原理准数方程空气在圆形直管中作湍流流动的给热准数方程:Nu=£(Re,Pr,Nu=£(Re,Pr,G屛)(1-1)式中I—为管长，m；d—为管径，m：强制对流时，G「可忽略：对气体而言，原子数相同（如单原子.双原子…）的气体Pr为一常数，当丄>50其影响亦可忽略，故上式可写为：d(1-2)(1-3)VKRc）一般可写成(1-2)(1-3)Nit=ARcm其中A为常数.=—，Rc=哑。2//准数方程中齐参数的测定和计算（I） a值的讣算：空气传热膜系数a可以通过测泄总传热系数（K）进行测取。K与a有下列关系：1 1J1(1-4)—=—+—+—(1-4)Ka入冷因管壁很薄，可将圆壁看成平壁。这里因是空气，故不计污垢热阻，上式中?为黄铜管壁热传导的热阻，壁厚0.001米,黄铜导热系数Q377（W/m・k）,故S/^.VX10'6：\/a2为蒸气冷凝膜的热阻，a2=2X10*,故1/处=5><103空气传热膜系数。在100上下，热阻1/21X10乙对比之下，上述两项热阻均可忽略,即K*a°其测定方法可用牛顿冷却定律进行：Q=KS汕 （1-5）0=匕久"岀"进） （16）(1-7)式中：Vs—空气体积流m3/s（由流量计测取）P—流经流量计处的空气密度，kg/m\

Cp-空气定压比热［J/kg・K］（可取于空气在101.3kPa下的数值）:gt出一空气进、出口温度，r：S—换热而积fm2>S=7rdl<>本实验主要热阻在空气一侧，故〃值取管内径较为合理。'”一（5）T—蒸汽温度，(1-8)dup_dVKp(1-9)(1-8)dup_dVKp(1-9)〃匕0b〃匕0b（/出J进）-耳-(1-10)〃一管内径（m）：“一管内介质粘度，Pa・s。因常压附近压强变化对空气粘度影响甚微，故可取圧强为101.3kPa时的数值。入一空气导热系数，W/nfC,亦可取101・3kPa时的数值。在F沪40~80。范围内可用式（1・11）计算2：兄=0.024943严曲叫>（3）流量测量和密度的计算:孔板流量讣出厂试验时给左：(1-11)匕=0.000392k灰7万(1-12)式1J2中：R—流量计指示仪表（压差表）示值（Pa）：P—流经流量计处的空气密度，kg/h代所以空气的质量流量为：Vfp=0.0003921^/^7（kg/s）密度的计算可按理想气体定律进行：273Pa+Rp -P&+Rpp=1.293x x =0.4645x-^ l 101.3 273+/ 273+/式中：Pa——大气压强，kPa,可取当地全年平均大气压强计算：Rp——流量计前端被测介质表压强，kPa：t——流量计前介质温度，°C,可取心山。(1-13)(1-14)（4）温度测量：本装置装有热电偶测捲温度。热电偶出厂时经过检验，误差约为±0.20实验用仪器与设备/-2综合传热实验装置实验方法与步骤实验准备工作：（1） 向电加热釜加水至液位计上端红线处。（2） 检察管路阀门及电器开关，打开进风阀门（光滑管侧），开起鼓风机，鼓风机挡位控制在2-2.5之间，孔板压差计读数控制在lOOPa：孔板压差表读数不得超过8OOPa，计前表读数不得超过lOKPa。（3） 开启风机时冷风进口阀（光滑管侧）和旁路调节必须全开，否则风机容易烧掉。（4） 启动电加热器开关开始加热，保证蒸汽上升管线的畅通，光滑管侧蒸汽进口阀全开，温控仪应把温度控制在115~120°C,达到设泄温度时，关闭加热X可以开始实验。2•测怎操作：打开蒸汽排气阀门（注意：开启蒸汽排气阀时设备背面应没人）,排出一上量蒸汽，时间约］分钟（目的排放不凝气体）。调右孔板流虽:计尺值约为200左右,稳泄一段时间（5J0分钟）后，待系统稳泄后，开始读取蒸汽温度八/也、厂。・孔板流虽:表R值及孔前表压和，将这些数据记录在实验记录表上，然后改变孔板流量R值，再测取以上数据记录，R值在200-700之间由小到大依次做5组数拯，然后再计算整理结果。在实验过程中.经常检查加热釜中水位是否在正常范围内，发现水位过低，应及时补充水：设备背而始终不要站人。关闭光滑管侧蒸汽进口阀及岀口阀。冷却一段时间后全开风机旁路阀，关闭光滑管进风阀，开启螺纹管侧进风阀，调肖孔板流量计R值约为100左右，全开螺纹管侧蒸汽进口阀，全开螺纹管侧蒸汽出口阀，打开蒸汽排气阀门（注意：开启蒸汽排气阀时设备背面应没人）,排出一左量蒸汽，时间约1分钟（目的排放不凝气体人稳左后，调肖旁路阀改变孔板流咼R值约为200,热平衡读取数据（蒸汽温度T. t也t中.・孔板流量表R值及孔前表压/?〃）记录；孔板流量R值200-700间读取5组数据。在实验过程中，经常检查加热釜中水位是否在正常范用内，发现水位过低，应及时补充水：设备背而始终不要站人。3.实验结束后：（1） 实验结束后，关闭加热开关。（2） 关闭两个蒸汽进口阀门。（3） 将光滑管的冷风进口阀门、蒸汽排气阀门打开，并将风机挡位调至4处。（此时应拔掉孔板压差表、计前表与风管俄连接胶管，以防压差传感器超量程击穿）（4）进行风冷管路1小时，关闭整个传热系统电源。实验准备及预习要求实验前熟悉孔板流量汁及DC-3A微音气泵的使用。预习实验原理、实验内容及实验步骤，写出实验预习报告，绘制实验记录表。六、 实验注意事项孔板压差计读数不得超过800Pa,计前表读数不得超过lOKPa。在实验过程中，设备背而始终不要站人。