实验三传热系数K和给热系数α的测定PDF

实验三传热系数K和给热系数α的测定一、实验目的1.了解间壁式传热元件和给热系数测定的实验组织方法2.学会给热系数测定的试验数据处理方法3.了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。二、实验原理在工业生产中间壁式换热器是经常使用的换热设备。热流体借助于传热壁面将热量传递给冷热体以满足生产工艺的要求。影响换热器传热速率的参数有传热面积、平均温度差和传热系数三要素。为了合理选用或设计换热器应对其性能有充分的了解。除了查阅文献外换热器性能实测是重要的途径之一。传热系数是度量换热器性能的重要指标。为了提高能量的利用率提高换热器的传热系数以强化传热过程在生产实践中是经常遇到的问题。在热流体对固体壁面的对流给热固体壁面的热传导和固体对冷流体的对流给热三个传热过程中所涉及的热量衡算为QQQQQTKA(Tt)hAh(Ttw1)cAc(tw2t)Am(tw1tw2)tw1tw1tw2tw2tTt1111KAAA在所考虑的这个传热过程忠所涉及的参数共有13个采用因次分析方法π=13-4=9个无因次数群。该方法的基本处理过程是将研究的对象分解成两个或多个子过程。即分别对α1、α2进行研究无因次处理得dducpbcf(,)Nua0RePr1传热系数K的实验测定热量衡算式和传热速率方程式热量衡算式传热速率式其中tm(T1t2)(T2t1)lnT1t2两式联立得Kqcccpc(t2t1)2给热系数α的实验测定热量衡算式和传热速率方程式热量衡算式传热速率式其中tmc(tw上t2)(tw下t1)lntw上下t2两式联立得cqcccpc(t2t1)三、实验组织方法qc----空气流量计1个t1、t2-----冷流体进、出口温度计2个T-----水蒸汽温度计1个tw上、tw下-----上壁温、下壁温温度计2个P---装1个压力表配上套管换热器、蒸汽发生炉、疏水器、阀门管路、凉水塔系统组成如下实验装置。1实验流程2实验步骤1.先开蒸汽发生炉待上壁温开始升温后开空气输送开关调节转子流量计为222.打开不凝性气体放气阀“开-关”重复2次3.整个实验操作控制蒸汽压力恒定在0.04Mpa以下某一刻度改变唯一操作变量即空气转子流量计阀门开度达到改变流速的目的4.实验布点采用小流量和打流量分别布点集中原则因为是直线原因5.待冷流体出口温度显示值保持5min以上不变时方可同时采集实验数据6.实验结束时先关蒸汽进口调节阀保持空气继续流动10min以足够冷却壁温保护热电偶接触正常。四、数据处理1原始数据记录装置号d外=19mmδ=1.5mmL=1.3m序号蒸汽压力蒸汽温度空气流量空气进口空气出口下端壁温上端壁温℃℃℃℃℃2数据计算过程1.定性温度tmt1t2查《化工原理》附录干空气的物理化学性质内插法求空气平均ρCpλμ2)换热器流通面2积A流通=πd内径/4A换热=πd内径l3)空气流量、流速流速u=q/A4)传热量5)总传热系数的计算Kqcccpc(t2t1)A为换热面积其中tm(T1t2)(T2t1)lnT1t26)给热系数α的计算cqcccpc(t2t1)A为换热面积其中tmc(tw上t2)(tw下t1)lntw上下t27准数值ducpdRePrNu利用实验数据求出准数值再进行曲线拟合注意取全部小组的数据点不是一两个同学的数据点的基础上求出bc。中的常数a0、bc=0.4五、思考题1何为因次分析法2影响对流传热系数的主要因素有哪些3如何强化空气方的传热系数4该实验过程传热的阻力主要在那里