传热膜系数实验报告材料

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1、实用文档化工原理实验报告实验三传热膜系数测定实验实验日期：2015年12月30日班级：学生姓名：学号：同组人：报告摘要本实验选用牛顿冷却定律作为对流传热实验的测试原理,通过建立不同体系的传热系统,即水蒸汽—空气传热系统、分别对普通管换热器和强化管换热器进行了强制对流传热实验研究。确定了在相应条件下冷流体对流传热膜系数的关联式。此实验方法可以测出蒸汽冷凝膜系数和管内对流传热系数。采用由风机、孔板流量计、蒸汽发生器等组成的自动化程度较高的装置，让空气走内管，蒸汽走环隙，用计算机在线采集与控制系统测量了孔板压

2、降、进出口温度和两个壁温，计算了传热膜系数α，并通过作图确定了传热膜系数准数关系式中的系数A和指数m（n取0.4），得到了半经验关联式。实验还通过在内管中加入混合器的办法强化了传热，并重新测定了α、A和m。二、目的及任务1.掌握传热膜系数α及传热系数K的测定方法；2.通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数A和指数m的方法；3.了解工程上强化传热的措施。三、基本原理对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变时对流传热准数关系式的一般形式为：对于强制湍流而言。Gr数可忽略，即本实验中，可用图解

3、法和最小二乘法计算上述准数关系式中的指数m、n和系数A。用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re和Pr标准文案实用文档分别回归。本实验可简化上式，即取n=0.4(流体被加热)。这样，上式即变为单变量方程，在两边取对数，得到直线方程为在双对数坐标中作图，求出直线斜率，即为方程的指数m。在直线上任取一点函数值带入方程中，则可得系数A，即用图解法，根据实验点确定直线位置有一定人为性。而用最小二乘法回归，可得到最佳关联结果。应用计算机辅助手段，对多变量方程进行一次回归，就能的道道A、m、n。对于方程的关

4、联，首先要有Nu、Re、Pr的数据组。其特征数定义式分别为，，实验中改变空气的流量，以改变Re值。根据定性温度(空气进、出口温度的算数平均值)计算对应的Pr值。同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数值，进而求得Nu值。牛顿冷却定律为Q=αA△tm式中α——传热膜系数，W/(m2.℃)；Q——穿热量，W；A——总传热面积，m2；△tm——管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，℃。穿热量可由下式求得式中W——质量流量，kg/h；cp——流体的比定压热容，J/(kg.℃)；t1,t2——流体进、出口

5、温度，℃；ρ——定性温度下流体密度，kg/m3；Vs——流体体积流量，m3/h；空气的体积流量由孔板流量计测得，其流量Vs与孔板流量计压差△p标准文案实用文档的关系式为Vs=26.2△p0.54式中△p——孔板流量计压降，kPa；Vs——空气流量，m3/h。四．实验流程示意图1.设备说明本实验空气走内管，蒸汽走环隙。内管为黄铜管，其管径为Ф(25×2)mm，有效长度为1.25m。空气进出口温度和壁温分别由铂电阻和热电偶测得。测量空气进出口温度的铂电阻应置于进出管的中心。测量管壁温度用一支铂电阻和一支热电

6、偶分别固定在管外壁的两端。孔板流量计的压差由压差传感器测得。实验使用的蒸汽发生器由不锈钢材料制成，装有玻璃液位计，加热功率为1.5kW。风机采用XGB型漩涡气泵，最大鸭梨17.50kPa，最大流量100m3/h。2.采集系统说明（1）压力传感器本实验装置采用ASCOM5320型鸭梨传感器，其测量范围为0—20kPa。（2）显示仪表本实验中所有温度和压差均由人工智能仪表读取，测量点分别为：孔板压降，进出口温度，壁温。3.流程说明8流程图如下：标准文案实用文档345612111101312971、风机2、孔

7、板流量计3、空气流量调节阀补水口4、空气入口测温点5、空气出口测温点6、水蒸气入口壁温7、套管换热器8、放气阀9、冷凝液回流管10、蒸汽发生器11、补水漏斗12、补水阀13、排水阀、五、实验操作要点1.实验开始前，先弄清配电箱上各按钮与设备的对应关系，以便正确开启按钮。2.检查蒸汽发生器中的水位，使其保持在水罐高度的1/2—2/3。3.打开总电源开关。4.实验开始时，关闭蒸汽发生器补水阀，启动风机，并接通蒸汽发生器的加热电源，打开放气阀。5.将空气流量控制在某一值。待仪表数值稳定后，记录数据，改变空气流

8、量(10组数据)，重复实验，记录数据。6.实验结束后，先停蒸汽发生器电源，再停风机，清理现场。六、实验数据处理1.原始数据记录如下标准文案实用文档传热膜系数测定原始数据表(直管传热)d=0.02m,l=1.25m频率fT进口/℃T出口/℃壁温t1/℃壁温t2/℃△p孔/kpa△p管/kpa5035.664.1101.1100.14.254636.465101100.13.634235.765.1101100.23.043834.364.81