化工原理实验总传热系数及热损失课件.ppt

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1、化工原理实验总传热系数与热损失9/5/2021一、 实验目的及任务1、定裸管及保温管的热损失，比较二者大小。2、测定保温管保温材料（聚胺酯泡沫塑料）的导热系数λ。3、掌握管壁对空气自然对流传热膜系数的测定方法。4、熟悉几种蒸汽加热设备传热系数的简便测定方法，并比较它们的大小。9/5/2021二、基本原理工业生产中，若设备的外壁温度高于周围环境（大气）温度，则设备壁面将以对流和辐射方式向外散热，造成热损失。如果设备内为水蒸气冷凝，则只要测量设备内蒸汽的冷凝量即可算出热损失量。9/5/2021℃设蒸汽在其饱和温度℃下冷凝，产生凝液的体积

2、为，密度为，在饱和温度下水蒸气的汽化潜热为，凝液温度也为则设备的热损失可由下式求得：9/5/2021对于置于大空间的小设备的自由放热情况而言，若其传热面积为，设备内蒸汽的温度为℃，周围空气的温度为℃，并假设保持不变，则其传热系数可按传热基本方程式求得，即：9/5/2021对于强制对流换热设备，其传热系数仍可用上式计算，但其中应为对数平均值，就本实验装置水或空气经套管换热而言=9/5/2021式中表示水（或空气）的出口温度，表示水（或空气）的进口温度，表示设备中蒸汽的饱和温度。计算热损失的对流辐射联合传热膜系数。可由下式求得：9/5/

3、2021式中Q为按式1求得到热损失量，为设备的外壁面积，为壁温。为环境空气的温度。保温材料导热系数可由下式求得。9/5/2021式中：--为保温层长度；--为保温层内表面温度；--为保温层外表面温度--为保温层的内半径；--为保温层的外半径；--通过壁面散失的热量可按式1求得9/5/2021三、装置和流程本实验装置如图5－1所示。设备共有五根传热管，管径为Φ34×4㎜，管长1000㎜，外套管管径为Φ60×3.5㎜。装置和流程见9/5/2021图5—1热损失实验装置图123456789(1--4)10(1--4)11121212121

4、2111111111516171819水蒸气去地沟来自风管排入大气来自高位水槽去地沟1413数字表示9/5/20211.加热蒸汽调节阀;2.压力表；3.排水阀；4.翅片管（翅片为装）5.水夹套管；6.裸管；7.空气夹套管；8.保温管；9.（1～4）液封管；10.（1～4）量筒；11.（1～5）凝液收集阀；12.（1～5）不凝性气体排气阀；13.空气调节阀；14.水调节阀；15、16.U型压差计；17.保温瓶；18.转换开关；19.UJ36电位差计；20.铠装热电偶9/5/2021四、操作要点1、在实验开始前必须掌握UJ－36电位差计

5、的使用方法。2、调好冷却风速和水速：打开空气阀门13及水阀门14，参照压差—流速图，利用U型压差计15.16，使风速及水速保持在常用流速范围。3、调好蒸汽流量；9/5/2021a）缓缓打开总蒸汽阀1，五根管子同时进气，打开排水阀3，排出气包内冷凝水，然后关闭。b）打开各个放气阀12，待空气排净后，再关小，但在整个实验过程中始终微开（以冒少量蒸汽为宜）。c）细心地调节总蒸汽阀1，使各个U型液封管9内保持40～60㎜水柱的液封，（不允许有夹带蒸汽冒出），使之稳定片刻，即可测取数据。9/5/20214、测定传热系数和热损失：用量筒10接取

6、凝液，并用秒表记录时间。对空气套管每15分钟计量一次凝液量，水套管实验由于凝液量大，每2～3分钟计量一次。测量凝液温度、裸管壁温、保温管保温层里外温度、室内空气温度，重复两次。9/5/2021注意：为减少数据波动，实验时不得开启门窗和尽量减少在室内走动。5、实验结束停汽排净气包冷凝水，停空气、停水。并收拾整理现场，还清仪器设备，经导师允许后方可离开实验室。9/5/2021五、报告要求1、计算保温材料聚酯酯泡沫塑料的导热系数。2、计算裸管道对流辐射联合传热膜系数，并于书中公式计算值进行比较。3、计算空气套管，水套管道传热系数K并和经验

7、数值进行比较。9/5/20214、比较保温管与裸管道热损失。5、实验结果讨论。分秒必争9/5/2021六、讨论题1、在实验过程中为什么要保持排气阀12有少量蒸汽冒出？为什么液封管又不允许夹带蒸汽？2、在测定水套管或空气套管传热系数k值时，为什么要保持冷却水速和冷却风速恒定？3、所测同一管截面不同环向位置的壁温是否相同进？为什么？计算时应怎样去壁温？壁温应接近蒸汽温度还是空气温度？为什么?9/5/20214、你测得值与用教科书公式计算得的是否一致？分析一下出现差异的原因有哪些？5、试比较几根实验室的传热系数Ｋ值，并从中体会出Ｋ值主要受

8、哪些因素影响。持之以恒9/5/2021制作人杨小伟周坤牛娅丽贾海峰单位九九化工系指导教师梁英华李国江谢谢使用9/5/2021