化工原理实验

化工原理实验福州大学化工原理实验室二○一五年五月修订传热实验传热实验装置实验四传热实验一、实验目的

六、操作要点二、实验任务

七、数据处理三、实验原理

八、数据处理注意点四、设计思路

九、实验报告要求五、实验流程

福州大学化工原理实验室一、实验目的1、加深对传热过程的理解。2、学习并掌握传热系数、传热膜系数的测定方法。3、学会用最小二乘法或作图法确定准数关系式中常数和指数。4、比较传热效果，了解工程上强化传热的措施。5、培养工程观念、动手能力和其它综合素质。二、实验任务任务(2):确定准数关系式中常数和指数。任务(1)：测定普通管和强化管的传热系数、传热膜系数以及和。三、实验原理本传热实验装置有两根套管换热器，一根为普通套管换热器，另一根为内插螺旋线圈的套管换热器，用水蒸气加热空气.套管换热器传热示意图如下页所示。实验原理疏水器不凝性气体排出阀影响对流传热的因素很多，很难提出一个普遍的公式用以计算各种情况下的对流传热系数α。一种解决方法是用因次分析法。把影响α的因素归纳成几个准数，以减少变量数，再用实验方法确定这些准数在不同情况下的经验式，用以计算这些情况下的α。无相变时强制湍流下的对流传热影响因素主要有：定性长度、流体的流速、粘度、导热系数、比热和密度。实验原理

7个物理量涉及到4个基本因次，因此可以归纳出3个无因次数群，它们之间的关系为：努塞尔特准数，被决定准数雷诺准数，反映流体的流动型态和湍动程度普兰特准数，反映与传热有关的流体物性注意定性尺寸实验原理

当流体在圆形直管中作强制湍流时，其定性尺寸为管径，即

系数与指数和则需由实验加以确定。对于气体，基本上不随温度而变，可视为一常数，因此，上式也可简化为：对流传热系数的准数关联式为实验原理四、实验方案设计思路五、实验流程普通管强化管孔板流量计旁路调节阀旋涡气泵电加热器

测量仪表面板示意图壁面温度℃六、实验操作要点（1）

1．实验前的准备（1）向电加热釜加水至液位计上端红线处。（2）检查空气流量旁路调节阀是否全开。（3）检查普通管和强化管的各支路控制阀是否已按要求打开或关闭。（4）接通电源总闸，设定加热电压，启动电加热器开关，开始加热。2．实验开始

（1）加热10min，启动鼓风机。（2）观察到蒸汽排出口有恒量蒸汽排出，标志着实验可以开始。（3）调节空气流量旁路阀的开度，使压差计读数为所需的空气流量值。建议从最小流量开始实验。旁路全开时，通过传热管的空气流量是最大还是最小？实验操作要点（2）

（4）稳定3min左右读取压差计读数，以及、和T值。注意：第1个数据点原则上必须稳定15min。（5）重复（3）与（4）步骤，共做7个空气流量值实验（注意：最小、最大流量值一定要做）。

3．实验结束（1）关闭加热器开关。（2）过5min后关闭鼓风机，并将旁路阀全开。（3）切断总电源。实验操作要点（3）七、数据处理式中：——

空气入口温度（即流量计处温度）下的体积流量，

——

孔板两端压差，kPa

——

空气入口温度（即流量计处温度）下的密度，1、求Re数所需参数的测定与计算1、求Re所需参数的测定与计算

雷诺数：式中：V——

实验条件（管内平均温度）下的空气体积流量，

——

管内平均温度，℃

——

传热内管空气进口（即流量计）处的温度，℃流量：流速：注意：要用内径2、求Nu所需参数的测定与计算当时T≈Tw（℃）

1、在回归方程时不能用下列公式计算

（请分析为什么？）八、数据处理注意点

2、注意上述两个经验式的应用范围。在进行误差分析时，通常要求将实验结果与经验式进行比较。请问能否将强化管的实验结果与上两式进行比较？系数和指数的求解求方法二求方法一数据处理注意点

3、回归方程可以用最小二乘法，也可以用作图法，如下页所示（下面的图是以为例.）

4、计算示例只要以其中一根管的其中一组数据为例即可。在开始计算之前，要说明“以什么为例”，然后写列出原始数据。每一计算过程都应包括：公式、数据代入、答案和单位。

5、同组同学应取不同组数据进行处理。否则按计算雷同扣分。九、实验报告要求

为比较普通套管换热器和强化套管换热器的传热效果，需将两根管的的数据画在同一张图中。采用双对数坐标作图。图应放在实验报告合适的位置。其它要求同以前的实验回归方程方法：作图法、最小二乘法任选一种。实验报告要求讨论内容：1、强化效果的讨论用相同的数代入公式计算强化比，说明强化效果。2、通过实验数据比较，探讨螺旋线圈强化传热的机理，提出还有哪些措施可提高传热效果？实验报告要求5、传热系数随着雷诺数的增