传热综合实验.docx

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1、传热综合实验一、实验目的1.使用空气—水蒸气对流套管换热器实验装置，分别测定两个套管换热器的空气对流传热系数αi。2.应用线性回归分析方法，确定实验装置中两个套管换热器的关联式Nu=ARemPr0.4中常数A、m的值。3.分别测定不同流速下两个套管换热器的管内压降Δp，分别研究套管换热器的管内压降Δp和Nu之间的关系。4.综合分析上述实验结果，判定两个套管换热器类型（普通光滑内管或强化内管）。5.根据实验数据和结果分析，选择适宜类型的一个套管换热器，调整实验参数满足实时任务要求，完成实验报告。二、实验原理1．传热系数αi的测定由于αi＜＜α0,所以传热管内的对流传热系数αi

2、≈K，K（W/m2·°C）。所以，根据牛顿冷却定律可得，αi=Qi∆tm×Si（2-1）其中Qi=WiCpi(t2-t1)，Wi=Viρi3600；Δtm=∆t2-∆t1ln∆t2∆t1，Δt2=tw-ti2,Δt1=tw-ti1；Si=πdiLi式中，Wi为冷凝速率，kg/s；Vi为体积流量，m3/s；ρi为密度，kg/m3；Cpi为定压比热容，kJ/(kg·°C)；t1为入口温度，°C；t2为出口温度，°C；tw为管壁温度，°C；di为管直径，m；Li为管长，m。2．Nu=ARemPr0.4中A、m值的确定关联式Nu=ARemPr0.4（2-2）其中Nui=αidiλi

3、；Rei=uidiρiμi；Pri=cpiμiλi。将式（2-2）中等式两边取对数，得：lg(NuPr0.4)=lgA+mlgRe（2-3）采用一元线性回归分析拟合得到系数A、m。3．空气流量的测量Vt0=23.80∆Pρt0(2-4)其中ΔP为孔板流量计两端压差，kPa；ρt0为t0时的空气密度，kg/m3。由于被测管段内温度的变化，还需对体积流量进行进一步的校正：10传热综合实验Vi=Vt0×273+tm273+t0(2-5)1．温度的测量换热器进出口温度采用铂电阻温度计测量，內管壁温度采用铜-康铜热电偶测量，采用并联安装，使用电桥补偿法，保证温度测量准确。一、实验流程

4、图图2-1空气-水蒸气传热综合实验装置流程图1-蒸汽支路控制阀2、3-套管换热器4-空气支路控制阀5-孔板流量计6-旁路调节阀7-旋窝气泵8-蒸汽风冷冷凝器9-储水釜10-蒸汽发生装置测试点：A-冷流体入口温度测试点B-冷流体出口温度测试点C-管壁温度测试点D-孔板流量计流量测试点E-管路压降测试点二、注意事项&操作方法1．检查蒸汽加热釜中的水位是否在正常范围内。特别是进行下一实验前，若水位过低，应及时补给水量。2．必须保证蒸汽上升管线的畅通。即在给蒸汽加热釜电压之前，两蒸汽支路控制阀之一必须全开；转换支路时，应先开启需要的支路阀，再关闭另一侧，且开启和关闭控制阀必须缓慢，

5、防止管线截断或蒸汽压力过大突然喷出。3．必须保证空气管线的畅通。即在接通风机电源之前，三个空气支路控制阀之一和旁路调节阀必须全开。在转换支路时，应先关闭风机电源，然后开启、关闭控制阀。4．调解流量后，应至少稳定5~8分钟后读取实验数据。5．实验中保持上升蒸汽的稳定，不应改变加热电压，且保证蒸汽放空口一直有蒸汽放出。10传热综合实验一、原始数据表2-11号管换热器实验数据记录表实验条件：装置号内管内径/壁厚/外径=20.0/1.0/22.0mm入口温度ti1/°C出口温度to1/°C壁温tW/°C孔板流量计ΔP/kPa管路压降ΔP1/kPa123456备注：表2-22号管换热

6、器实验数据记录表实验条件：装置号内管内径/壁厚/外径=20.0/1.0/22.0mm入口温度ti2/°C出口温度to2/°C壁温tW/°C孔板流量计ΔP/kPa管路压降ΔP1/kPa123456备注：10传热综合实验表2-3传热综合实验实时任务书基础信息实验日期实验装置编号班级姓名任务要求进出口温差实验情况记录完成任务所选换热器编号①出口温度②空气流量③阻力④入口温度10传热综合实验一、数据处理表2-41号管换热器实验数据处理表装置编号6传热管内径/壁厚/外径=20.0/1.0/22.0mm有效长度L=0.98m项目123456入口温度ti1/°C40．637．734．83

7、2．230．625．2出口温度to1/°C63.262.060.960.561.061．2壁温tW/°C98.799.199.399.8100.398.3进出口温差Δt/°C22.624.326.128.330.436.0Δt1/°C58.161.464.567.669.773.1Δt2/°C35.537.138.439.339.337.1Δtm/°C45.895948.234150.327052.177153.056353.0808孔板流量计ΔP/kPa4.543.712.912.101.370.58管路压降ΔP