总传热系数的测定实验指导书

总传热系数的测定实验指导书训练目的：1．1熟悉换热装置中的各种设备及名称、各类测量仪表及名称、控制阀门的作用、冷热流体进出口位置等。1．2了解换热器的结构，掌握对装置的试压、试漏等操作技能。1．3掌握传热系统的流程和开、停车步骤及常见事故的处理方法。1．4掌握握换热器总传热系数的测定方法。1．5了解流体的流量和方向不同时对总传热系数的影响。1实验内容：测定套管换热器中水—水物系在常用流速范围内的总传热系数K，分析强化传热效果的途径。基本原理在工业生产中，要完成加热或冷却任务。一般是通过换热器来实现的，即换热器必须在单位时间内完成传送一定量的热量以满足工艺要求。换热器的性能指标之一是传热系数K。通过对这一指标的实际测定。可对换热器操作、选用及改进提供依据。传热系数K值的测定可根据热量衡算式及传热速率方程式联立求解。传热速率方程式Q=KSΔtm通过换热器所传递的热量可由热量衡算式计算。即Q=WhCph(T1－T2)=WcCpc（t2－t1）＋Q损若验设备保温良好。Q损失可以忽略不计，所以Q=WhCph（T1－T2）=WcCpc（t2－t1）式中Q—单位时间的传热量，WK－总传热系数。W/（m2·℃）Δtm—传热对数平均温度差，℃S—传热面积（这里基于外表面积），m2Wh、Wc—热冷流体的质量流量。㎏/㎡Cph、Cpc—热冷流体的平均定压比热，J/㎏·℃T1、T2—热流体的进出口温度，℃t1、t2—冷流体的进出口温度，℃Δtm为换热器两端差的对数平均值，即Δtm=当Δt2／Δt1≤2时，可以用算术平均温度差（Δt2-Δt1）/2代替对数平均温度差。由上式所计算出口的传热系数K为测量值K测。传热系数的计算值K计可用下式进行计算：K计=式中α0——换热器管外侧流体对流传热系数，W/（m2·℃）；α1——换热器管内侧流体对流传热系数，W/（m2·℃）；δ——管壁厚度，m；λ——管壁的导热系数，W/（㎡·℃）；RS——污垢热阻，㎡·℃/W。当管壁和垢层的热阻可以忽略不计时，上式可简化成：K计=4．实验装置及流程4．1实验流程本实验装置由两套套管换热组成，内管均为黄铜管。换热长度为1.25m，公称直径为6mm，外壳Dg=40mm,套管外包有玻璃棉绝热层。冷水经转子流量计计量进入换热器的冷水管道。进行换热后排出，热水发生器中的水被加热至预定温度后由管道泵至流量计计量，再进入换热器的热水管道，进行热交换后返回热水槽循环使用。在冷、热水进出口处分别装有测温装置。4．2主要设备及仪表规格4．2．1套管换热器：内管为紫铜管，dg=6mm,换热管长度L=1.21m;外壳Dg=40mm3．4．2．2冷热水管dg=15mm4．2．3热水发生器：2kw4．2．4流量计：冷水：范围0-400l/h热水:范围0-150l/h4．2．5测温装置：测温范围0-100℃，有数字温度显示4．2．6管道泵5实验步骤5．1熟悉流程、管线，检查各阀门的开启们置，熟悉各阀门的作用。5．2将热水发生器的水位约维持在其高度的2/3，把换向阀门调节为逆流。5．3打开总电源开关，通过智能程序控温仪设定加热器温度。通电加热并启动管道泵，开启热水调节阀调节热水流量为定值。5．4当热水发生器温度接近设定值时开启冷水离心泵和出口阀，调节冷水阀使冷水流量为定值。实验过程中注意开启冷静水槽上水阀勿使槽内水位下降太多。5．5待冷、热水温度稳定后，记录冷、热水的进出口温度。5．6调节冷水阀，改变冷水流量，测取6个数据。注意，每次流量改变后，须有一定的稳定时间，待有关参数都稳定后，再记录数据。5．7把换向阀门组调配为并流，调节冷水阀，改变冷水流量，待温度稳定后记录有关参数。5．8实验结束后，关闭调节阀门，关闭热水泵的电源开关并关闭冷水离心泵出口阀及离心泵，最后关闭总电源。6实验报告6．1整理原始数据记录表，将有关数据整理在数据处理表中。6．2列出实验结果，写出典型数据的计算过程。附表：原始数据记录及数据处理表冷水热水流量计读数密