化工原理實驗傳熱實驗報告

1、傳熱膜系數(shù)測定實驗（第四組）、實驗?zāi)康?、了解套管換熱器的結(jié)構(gòu)和壁溫的測量方法2、了解影響給熱系數(shù)的因素和強化傳熱的途徑3、體會計算機采集與控制軟件對提高實驗效率的作用4、學(xué)會給熱系數(shù)的實驗測定和數(shù)據(jù)處理方法二、實驗容1、 測定空氣在圓管作強制湍流時的給熱系數(shù)al2、 測定加入靜態(tài)混合器后空氣的強制湍流給熱系數(shù)a '3、回歸ai和a聯(lián)式Nu A Rea Pr°.4中的參數(shù)A、a*4、測定兩個條件下銅管空氣的能量損失、實驗原理間壁式傳熱過程是由熱流體對固體壁面的對流傳熱，固體壁面的熱傳導(dǎo)和固體壁面對冷流體的對流傳熱三個傳熱過程所組成。由于過程復(fù)雜，影響因素多，機理不清楚，所以采

2、用量綱分析法來確定給熱系數(shù)。尋找影響因素物性：P, 1,人Cp設(shè)備特征尺寸：l 操作：u,匂AT貝U: a=f ( p, i Z, Cp , l , u ,旳 AT)量綱分析pML-3, 1ML-1T-1 , ZML T-3 Q-1, Cp L2 T-2 Q-1 , lL , uLT-1, Q-1 T ,旳 AT L Th ,選基本變量（獨立，含p, I,p,入無量綱化非基本變量bmt -3M , L,Q-熱力學(xué)溫度）a： Nu = a/ 入u: Re=pu/Cp： Pr = cp p/ 入 匂 AT: Gr= AT l3 p/ 口原函數(shù)無量綱化tl2l Flu C p' 16）實驗N

3、u = ARea Prb Grc強制對流圓管表面加熱：Nu =ARea Pr0.4圓管傳熱基本方程:Q K1 A1(T1 t2) (T2 t1)In -T2t21-K- A1tm熱量衡算方程：Q q mic pi (T1圓管傳熱牛頓冷卻定律：(tw2 t1 )In色twi丁2)qm2Cp3 (t2ti)(tw1 t2)t1t2A2A1ln( A2 / A1)空氣流量由孔板流量測量：qv 26.2Q 1 A12 A2(TiTwi)(T2Tw2 )圓筒壁傳導(dǎo)熱流量:T1Tw1InT2Tw2(Tw2 t w2 )(Twitwi )In Tw2tw2)/(Tw1tw1 )0.5431Pm 3h-1 ,

4、 kPa1、蒸汽發(fā)生器2、蒸汽管3、補水漏斗4、補水閥5、排水閥6、套管換熱器7、放氣閥8、冷凝水回流管9、空氣流量調(diào)節(jié)閥10、壓力傳感器11、孔板流量計12、空氣管13、風(fēng)機圖1、傳熱實驗流程套管換熱器管為0 27 X3.5mm黃銅管長1.25m,走冷空氣，外管為耐高溫玻璃管，殼程走100 C的熱蒸汽。進、出口溫度由鉑電阻（Pt100 ）測量，使用時測溫點位于管道中心。壁溫1、壁溫2由熱電偶測量，測溫點通過錫焊嵌入管壁中心，測量值為壁中心溫度。蒸汽發(fā)生器加熱功率為1.5kW ,變頻器為西門子420型，風(fēng)機為XGB型旋渦氣泵，最大靜風(fēng)壓17kPa，最大流量100 m 3/h。此外，還用到了化工

5、大學(xué)化工原理實驗室開發(fā)的數(shù)據(jù)采集與控制軟件。四、實驗操作2、 按下總電源、加熱器、風(fēng)機綠色按鈕，開儀表開關(guān)，等待20分鐘套管間充滿水蒸汽；3、約到15分鐘時，觀察壁溫1、壁溫2的變化以及水蒸汽的滴狀冷凝情況；4、當有蒸汽和不凝性氣體從套管間排出時，全開流量調(diào)節(jié)閥，用鼠標點擊上圖中綠色按鈕啟動風(fēng)機預(yù)熱設(shè)備 5分鐘；5、 通過計算機間隔 34Hz調(diào)節(jié)頻率10 t 50 t 10Hz，每個點穩(wěn)定約1.5分鐘記錄數(shù) 據(jù)，注意隨時查看結(jié)果，調(diào)整布點及發(fā)現(xiàn)錯誤等；6、加入靜態(tài)混合器進行強化傳熱實驗，先將出口溫度計拔出，旋轉(zhuǎn)放入混合器，再將溫度計放回中心位置。調(diào)節(jié)頻率10 t50Hz，孔板壓降最小值大于 0

6、.1kPa ；7、測完數(shù)據(jù)關(guān)風(fēng)機，2分鐘后，檢查壁溫100 C基點偏差；8、關(guān)閉加熱器，與 6步相同取出靜態(tài)混合器放好，檢查液位加水，關(guān)閉計算機。五、實驗數(shù)據(jù)表1選擇上行數(shù)據(jù)空氣普通對流給熱系數(shù)表(l=1.25,d=0.020m), 100 C基點=99.9 C序號空氣入口 溫度/C空 氣 出 口 溫 度/C壁溫1T1/°C壁溫2T2/C孔板壓降/Kpa氣速u/m*s -1空氣流 量/m 3*h -1熱流量Q/W給熱系數(shù)/W*m -2K-1131.262.710099.34.2750.757557.3763558.6280139.284364.42.24947.758450.1722

7、33.7499.899.43.04481117.139141.94847.418464.434333.16599.899.53346121.045565.26.25829.682306.751431.7399.999.61.2656979.169165.19.98522.591248.571530799.899.70.7623563.604215.59317.626200.656629.16610099.70.4837551.068266.12.52714.160166.958728.3599.899.80.3216042.544966.10.48111.847143.390827.7999.899.80.2307236.559667.100.116.5409271199.80.158.32079