化工原理实验

化工原理实验---对流传热综合实验1.掌握给热系数测定的实验方法；2.测定列管式换热器的总传热系数，测定管内传热系数α与Re之间的关系；3.考察流体流速对总传热系数的影响；4.比较套管换热器中普通管和强化管给热系数不同；5.学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。一、实验目的mmWMWpptKAttATTAttcmTTcmQ221112222111TTWtWt图4－1间壁式传热过程示意图二、基本原理传热过程达到稳定时三、实验装置流程图一空气-水蒸气换热综合实验流程图四、实验方法及步骤1）打开控制面板上的总电源开关，打开仪表电源开关，使仪表通电预热，观察仪表显示是否正常。2）在蒸汽发生器中灌装清水，开启发生器电源，水泵会自动将水送入锅炉，灌满后会转入加热状态。蒸汽压力达到要求后，系统会自动处于保温状态。3）打开控制面板上的风机电源开关，让风机工作，同时打开普通管进冷风阀或强化管进冷风阀，让套管换热器里充有一定量的空气。列管换热器实验步骤4）通过不锈钢软管，将蒸汽发生器出气管和装置进蒸汽接口连接好。打开水汽排空阀，排出上次实验余留的冷凝水，在整个实验过程中也保持一定开度并注意开度适中。5）在通水蒸汽前，也应将蒸汽发生器到实验装置之间管道中的冷凝水排除，否则夹带冷凝水的蒸汽会损坏压力表及压力变送器。6）具体排除冷凝水的方法是：关闭蒸汽进口阀门，打开冷凝水排空阀，当听到蒸汽通过的响声时关闭冷凝水排除阀，方可进行下一步实验。7）开始通入蒸汽时，蒸汽进口阀的开度不可太大，务必让蒸汽徐徐流入换热器中，使系统由“冷态”逐渐转变为“热态”，不得少于10分钟，防止不锈钢管换热器因突然受热、受压而爆裂。8）上述准备工作结束，系统也处于“热态”后，调节蒸汽进口阀的开度，使蒸汽进口压力维持在0.04MPa左右并恒定，可通过调节蒸汽发生器出口阀及蒸汽进口阀开度来实现。9）通过调节冷风进口阀开度改变空气流量。空气经套管换热器加热后要求出口温度稳定在90℃左右并保持恒定。加热空气作为列管换热器的热介质。10）当列管换热器热风进出口温度相差不大时，结束设备预热。打开列管换热器并流冷风进口阀和列管换热器并流冷风放空阀，保持冷风并流管路畅通。通过调节列管换热器并流冷风进口阀的开度，保持冷风流量到一定值，待列管换热器进出口温度稳定5min左右后，记录冷热流体进出列管换热器的温度、流量等实验数据。11）同样，打开列管换热器逆流冷风进口阀和列管换热器逆流冷风放空阀，保持冷风逆流管路畅通。通过调节列管换热器逆流冷风进口阀的开度，保持冷风流量到一定值（与并流流量一致），待列管换热器进出口温度稳定5min左右后，记录冷热流体进出列管换热器的温度、流量等实验数据。12）每种流动方式记录4～6组实验数据，结束实验。13）实验结束后，先关闭蒸汽发生器，蒸汽进口阀，仪表电源。待系统逐渐冷却后关闭风机电源。待冷凝水流尽，关闭水汽排空阀，关闭总电源。待蒸汽发生器为常压后，将锅炉中的水排尽。1）实验开始前，先打开水汽排空阀，并注意开度适当2）实验时，务必在套管换热器内管通一定量的空气并排除蒸汽管线上原先积存的凝结水后，方可开启蒸汽阀门。3）刚开始通入蒸汽时，让蒸汽徐徐流入换热器中，使系统由“冷态”逐渐转变为“热态”，此过程不得少于10分钟。注意事项4）操作过程中，蒸汽压力一般控制在0.05MPa（表压）以下，否则可能造成不锈钢管爆裂。5）必须在传热过程达到稳定状态后，才能记录实验数据。6）实验过程中要随时注意蒸汽量的调节和蒸汽压力的稳定。m0.4ReANu/Pr0.4Nu/PrlnReln800230.0.4Re.Nu/Pr1）根据获得的实验数据计算冷流体给热系数；2）根据冷流体给热系数的准数式：由实验数据作图拟合曲线，确定常数A及m的值；为横坐标，将处理后的实验数据标绘在图上，并与经验式比较五、实验报告3）以为纵坐标，5）比较普通管和强化管的给热系数的大小；6）比较列管换热器在冷热介质流量相同的情况下，并流和逆流时的给热系数的大小。1）实验中冷流体和蒸汽的相对流向对传热效果有何影响?2）在计算空气质量流量时所用到的密度值与求雷诺数时的密度值是否一致？它们分别表示什么状态下的密度，应在什么条件下进行计算。3）实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响？如何及时排走冷凝水？如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对α关联式有何影响？六、思考题