傳熱系數(shù)測定實驗

1、實 驗 對流傳熱系數(shù)測定、實驗?zāi)康?、掌握傳熱膜系數(shù)a及傳熱系數(shù)K的測定方法。2、 通過實驗掌握確定傳熱膜系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式中的系數(shù)A 和指數(shù) m、 n 的方法。3、通過實驗提高對a準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的理解，并分析影響 a的因素，了解工程上強 化傳熱的措施。二、基本原理1對流傳熱的核心問題是求算傳熱膜系數(shù) a,當(dāng)流體無相變式對流傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián) 式的一般形式為：Nu=A Rem Prn Gp對于強制湍流而言，G準(zhǔn)數(shù)可以忽略，故Nu=A Rem Prn 本實驗中，可用圖解法和最小二乘法計算上述準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式中的指數(shù)m、 n和系數(shù) A。用圖解法對多變量方程進行關(guān)聯(lián)時， 要對不同變量Rem和P分別回歸。本實 驗可簡化上

2、式，即取 n=0.4 （流體被加熱）。這樣，上式即變?yōu)閱巫兞糠匠?，?兩邊取對數(shù)，既得到直線方程：0.4Lg（Nu/Pr0.4）=LgA+mLgR e在雙對數(shù)坐標(biāo)中作圖，找出直線斜率，即為方程的指數(shù)m。在直線上任取一 點的函數(shù)值帶入方程式中，則可得到系數(shù) A，即A=Nu/（Pr0.4 閒用圖解法，根據(jù)實驗點確定直線位置有一定的人為性。 而用最小二乘法回歸， 可以得到最佳關(guān)聯(lián)結(jié)。 應(yīng)用微機，對多變量方程進行一次回歸， 就能同時得到 A、m、 n。2、對于方程的關(guān)聯(lián)，首先要有 Nu、Re、Pr的數(shù)據(jù)組。其準(zhǔn)數(shù)定義式分別為：Re=du p /卩,P r=cpu / 入,Nu=ad/ 入實驗中改變空氣

3、的流量以改變 Re準(zhǔn)數(shù)的值。根據(jù)定性溫度（空氣近、出口溫度 的算術(shù)平均值）計算對應(yīng)的 Pr 準(zhǔn)數(shù)值。同時，有牛頓冷卻定律，求出不同流速 下的傳熱膜系數(shù)a值。進而算得Nu準(zhǔn)數(shù)值。牛頓冷卻定律：Q= a- A - t m式中：a傳熱膜系數(shù)，w/m2被加熱流體體積流量，m3/sQ傳熱量，wA 總傳熱面積，m2 , A= n dil tm管臂溫度與管內(nèi)流體溫度的對數(shù)平均溫差，C 傳熱量 Q 可由下式求得：Q=W Cp(t2-ti)/3600=p V Cp(t2-ti)/3600式中：w質(zhì)量流量，kg/h;Cp流體定壓比熱，J/kg C ;t2、t1流體進、出口溫度，C；P定性溫度下流體密度，kg/m3

4、;3V 流體體積流量，m /h。3. 流量測量測定空板壓降R(Pa)查孔板QR流量曲線。三、裝置與流程流程如圖，冷空氣由風(fēng)機 13(旁路圖中未畫)，經(jīng)孔板流量計 11 計量后，進 入換熱器內(nèi)管，并與套管環(huán)隙中蒸汽換熱?？諝獗患訜岷?，排入大氣?？諝獾牧?量可用控制閥 9 調(diào)節(jié)。1、蒸汽發(fā)生器 2、蒸汽管 3、補水口 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、空板流量計12、空氣管13、風(fēng)機裝置操作要點：1、 實驗開始前，先弄清配電箱上個按鈕與設(shè)備的對應(yīng)關(guān)系，以使正確開啟按鈕。2、 檢查蒸汽發(fā)生器中水位，使其保持在水罐高度的1/22

5、/3。3、打開總電源開關(guān)，看其是否正常。4、實驗開始時，關(guān)閉蒸汽發(fā)生器補水閥，啟動風(fēng)機，并接通蒸汽發(fā)生氣的加熱電源，打開放棄閥排氣。5、 將空氣流量控制在某一值，待數(shù)值穩(wěn)定后記錄（溫度值和壓差計讀數(shù)）。改變 空氣流量（810次），重復(fù)實驗，記錄數(shù)據(jù)。6、實驗結(jié)束后，先停蒸汽發(fā)生器電源，再停風(fēng)機，清理現(xiàn)場。 實驗前，務(wù)必使蒸汽發(fā)生器液位合適 ，液位過高，則水會溢入蒸汽套管；過 低，則可能燒毀加熱器。 調(diào)解空氣流量時，要做到心中有數(shù)， 為保證湍流狀態(tài)，壓差計讀數(shù)不應(yīng)從0開 始。實驗中要合理取點，以保證數(shù)據(jù)點均勻。 每改變一個流量后，等讀數(shù)穩(wěn)定后再測取數(shù)據(jù)。 排除空氣等不凝性氣體，實驗過程中定期排放。 開風(fēng)機前先開旁路閥值最大，風(fēng)機不要在出口閥關(guān)閉下長時間運行?？装鍓翰罟軌航禍囟菴備注R PaPPa壁溫1壁溫2空氣進口空氣出口四、討論題1、本實驗中管壁溫度接近蒸汽溫度還是空氣溫度？為什么？2、管內(nèi)空氣流動速度對傳熱膜