實(shí)驗(yàn)三傳熱系數(shù)K和給熱系數(shù)α的測(cè)定解答

1、實(shí)驗(yàn)三傳熱系數(shù)K和給熱系數(shù)a的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解間壁式傳熱元件和給熱系數(shù)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)組織方法；2. 學(xué)會(huì)給熱系數(shù)測(cè)定的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法；3. 了解影響給熱系數(shù)的因素和強(qiáng)化傳熱的途徑。二、實(shí)驗(yàn)原理在工業(yè)生產(chǎn)中，間壁式換熱器是經(jīng)常使用的換熱設(shè)備。熱流體借助于傳熱壁面，將熱量平均溫度差和傳熱系數(shù)三要素。為了合理選用或設(shè)計(jì)換熱器，應(yīng)對(duì)其性能有充分的了解。除了查閱文獻(xiàn)外，換熱器性能實(shí)測(cè)是重要的途徑之一。傳熱系數(shù)是度量換熱器性能的重要指標(biāo)。為了提傳遞給冷熱體，以滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的要求。影響換熱器傳熱速率的參數(shù)有傳熱面積、在生產(chǎn)實(shí)踐中是經(jīng)常遇到的問(wèn)題。高能量的利用率，提高換熱器的傳熱系數(shù)以強(qiáng)化傳熱過(guò)程,在熱流

2、體對(duì)固體壁面的對(duì)流給熱，固體壁面的熱傳導(dǎo)和固體對(duì)冷流體的對(duì)流給熱三個(gè)傳熱過(guò)程中，所涉及的熱量衡算為:=KA(T -t) =Ah 仃* twl )EcAcg -t)AAm(twltw2 )c T 一twi otwl tw2 t2 t T thAh1KAK 二K A、-A5、-AhAh J L Am 叭 Ac在所考慮的這個(gè)傳熱過(guò)程忠,所涉及的參數(shù)共有13個(gè)，采用因次分析方法:n =13-4=9個(gè)無(wú)因次數(shù)群。該方法的基本處理過(guò)程是將研究的對(duì)象分解成兩個(gè)或多個(gè)子過(guò)程o即:分別對(duì)a 1 a2進(jìn)行研究：% f ( di, Ui, I (-, 4i, Cpi,再)無(wú)因次處理得:ad Pdu cPAbe二f

3、（,） T Nu 二 a0 Re PrA卩A1）傳熱系數(shù)K的實(shí)驗(yàn)測(cè)定熱量衡算式和傳熱速率方程式熱量衡算式：Q =qcPcC pc (t2 ti)傳熱速率式:Q 二 KAitm其中：込tm一InT2 ti兩式聯(lián)立，得:AAtm2）給熱系數(shù)且的實(shí)驗(yàn)測(cè)定熱量衡算式和傳熱速率方程式熱量衡算式:Q = qc PcCpc (t2 ti)傳熱速率式:其中：_ （仏上D缶下-ti）AtmclnvtwT 7兩式聯(lián)立，得：q c （t t ）c c pciMtmc三、實(shí)驗(yàn)組織方法qc空氣流量計(jì)1個(gè)；水蒸汽溫度計(jì)1個(gè);tw上、tw下上壁溫、下壁溫溫度計(jì)2個(gè)；P 一-裝1個(gè)壓力表；配上套管換熱器、蒸汽發(fā)生爐、疏水器、

4、閥門(mén)管路、涼水塔系統(tǒng)組成如下實(shí)驗(yàn)裝置。1）實(shí)驗(yàn)流程1.先開(kāi)蒸汽發(fā)生爐，待上壁溫開(kāi)始升溫后，開(kāi)空氣輸送開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì)為22；2打開(kāi)不凝性氣體放氣閥，“開(kāi)-關(guān)”重復(fù)2次；3. 整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作控制蒸汽壓力恒定在0. 04Mpa以下某一刻度，改變唯一操作變量即空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)閥門(mén)開(kāi)度，達(dá)到改變流速的目的；4. 實(shí)驗(yàn)布點(diǎn)采用小流量和打流量分別布點(diǎn)集中原則，因?yàn)槭侵本€(xiàn)原因；5. 待冷流體出口溫度顯示值保持5min以上不變時(shí)方可同時(shí)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；6. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先關(guān)蒸汽進(jìn)口調(diào)節(jié)閥，保持空氣繼續(xù)流動(dòng)lOmin,以足夠冷卻壁溫，保護(hù) 熱電偶接觸正常。四、數(shù)據(jù)處理1）原始數(shù)據(jù)記錄裝置號(hào)：d 夕卜=19mm ；

5、 5 = 1. 5 mm ； L= 1. 3m序號(hào)蒸汽壓力Mpa蒸汽溫度C空氣流量m3/h空氣進(jìn)口C空氣出口C下端壁溫C上端壁溫C1234562）數(shù)據(jù)計(jì)算過(guò)程t +t21.定性溫度tm二一-,查化工原理附錄干空氣的物理化學(xué)性質(zhì)，內(nèi)插法求空氣平 均22）P , Cp,入，；A流通荊&淑徑碼銘A換熱二n d內(nèi)徑I3）空氣流量、流速流速：u二 q/A4）傳熱量Q Qc PcC pc 億 2 ti）5）總傳熱系數(shù)的計(jì)算K_心斗A為換熱面積；Mtm其中：Atm-6）給熱系數(shù)4 的計(jì)算二亠烏,A為換熱面積;Mtmc（tw 上一 t2）（ tw 下一 tl ）其中：也tmclnktwT -1!7）準(zhǔn)數(shù)值Re 少 u利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出準(zhǔn)數(shù)值，再進(jìn)行曲線(xiàn)擬合(注意：取全部小組的數(shù)據(jù)點(diǎn)，不是一兩個(gè)同學(xué)的數(shù)據(jù)點(diǎn)!)的基礎(chǔ)上求出Nu =ao