傳熱綜合實驗

1、傳熱綜合實驗 一、實驗?zāi)康耐ㄟ^對空氣水蒸氣簡單套管換熱器的實驗研究，掌握對流傳熱系數(shù) 的測定方法，加深對其概念和影響因素的理解。并應(yīng)用線性回歸分析方法，確定關(guān)聯(lián)式Nu=ARemPr0.4中常數(shù)A、m的值。通過對管程內(nèi)部插有螺旋線圈的空氣水蒸氣強化套管換熱器的實驗研究，測定其準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式Nu=ARem中常數(shù)A、m的值，了解強化傳熱的基本理論和基本方式。二、二、 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容實驗實驗1測定56個不同流速下簡單套管換熱器的對流傳熱系數(shù) 。對 的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸，求關(guān)聯(lián)式Nu=ARemPr0.4中常數(shù)A、m的值。實驗實驗2測定56個不同流速下強化套管換熱器的對流傳熱系數(shù) 。對 的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行線性

2、回歸，求關(guān)聯(lián)式Nu=ARem中常數(shù)A、m的值。三、實驗原理 1對流傳熱系數(shù) 的測定在空氣和蒸汽冷凝傳熱過程中，熱阻主要集中在管內(nèi)空氣一側(cè)，而管外一側(cè)蒸汽冷凝和銅管熱阻遠(yuǎn)比空氣側(cè)小得多，所以取圓管內(nèi)傳熱膜系數(shù)1K， mmtttA)Cp(tVsAQK12出進(jìn)進(jìn)出出進(jìn)出進(jìn)tTtTtttTtTtTtTtmlnln)()(R001233. 0sVtRPpa273760273293. 1式中 Q單位時間內(nèi)的傳熱量，Js； W空氣流量，kgs； Cp空氣進(jìn)出口溫度下的平均比熱，Jkg .K; t1空氣進(jìn)口溫度，K； t2空氣出口溫度，K; Pa大氣壓強(mmHg)，可取當(dāng)?shù)厝昶骄髿鈮? Rp流量計前端被

3、測介質(zhì)表壓強(mmHg); t流量計前介質(zhì)溫度()可取t=t進(jìn); K總傳熱系數(shù)，Wm2K； A以圓管內(nèi)徑為基準(zhǔn)的傳熱面積，m2；對流傳熱系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的實驗確定根據(jù)廣泛的實驗研究，對流體無物態(tài)變化的穩(wěn)定對流傳熱而言，給熱準(zhǔn)數(shù)方程式的一般式為Nu=f1 (Re，Pr，Gr，L1/L0)強制對流時，因為Gr準(zhǔn)數(shù)可以忽略，因此Nu=f2 (Re，Pr， L1/L0)對氣體而言，從理論上分析，原子數(shù)相同的氣體，Pr準(zhǔn)數(shù)應(yīng)為一常數(shù)，不隨溫度壓力而變。根據(jù)實際測定，基本上符合理論分析，干空氣在各不同溫度下的Pr基本不變，因此Nu=f3 (Re，L1/L0)通常L0為管徑，L1為管長，根據(jù)前人的研究，L1/

4、L050，Ld的影響已無關(guān)重要，因此 Nu=f4 (Re)dVsddVdumsm273. 14Re2mtttCpdVsdKdNuA)(進(jìn)出其中導(dǎo)熱系數(shù)可按下式計算：(定性溫度在4080) 0.02494Re(0.002491t定)(wm)將以上算出的一組組ReNu值在雙對數(shù)座標(biāo)紙上標(biāo)繪，用作圖法求出常數(shù)A和m。并與下面的計算公式進(jìn)行比較，算出誤差。Nu=0.199Re0.8t式中 t溫度修正系數(shù)，當(dāng)氣體被冷卻時t1； 當(dāng)氣體被加熱時t (TfTW)0.5 Tf定性溫度，； TW管壁溫度，。四、實驗裝置四、實驗裝置 實驗流程圖2.流程說明如圖所示，實驗裝置的主體是兩根平行的套管換熱器，內(nèi)管為紫銅

5、材質(zhì)，外管為不銹鋼管，兩端用不銹鋼法蘭固定。實驗的蒸汽發(fā)生釜為電加熱釜，內(nèi)有3根2.5kW螺旋形電加熱器，用200伏電壓加熱（可由固態(tài)調(diào)壓器調(diào)節(jié)）。 空氣由旋渦氣泵吹出，由旁路調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，經(jīng)孔板流量計，由支路控制閥選擇不同的支路進(jìn)入換熱器。管程蒸汽由加熱釜發(fā)生后自然上升，經(jīng)支路控制閥選擇逆流進(jìn)入換熱器殼程，由另一端蒸汽出口自然噴出，達(dá)到逆流換熱的效果。五、注意事項由于采用熱電偶測溫，所以實驗前要檢查冰桶中是否有冰水混合物共存。檢查熱電偶的冷端，是否全部浸沒在冰水混合物中。檢查蒸汽加熱釜中的水位是否在正常范圍內(nèi)。特別是每個實驗結(jié)束后，進(jìn)行下一實驗之前，如果發(fā)現(xiàn)水位過低，應(yīng)及時補給水量。必須保證蒸

6、汽上升管線的暢通。即在給蒸汽加熱釜電壓之前，兩蒸汽支路控制閥（見圖3-2所示）之一必須全開。在轉(zhuǎn)換支路時，應(yīng)先開啟需要的支路閥，再關(guān)閉另一側(cè)，且開啟和關(guān)閉控制閥必須緩慢，防止管線截斷或蒸汽壓力過大突然噴出。必須保證空氣管線的暢通。即在接通風(fēng)機(jī)電源之前，三個空氣支路控制閥之一和旁路調(diào)節(jié)閥（見圖3-2所示）必須全開。在轉(zhuǎn)換支路時，應(yīng)先關(guān)閉風(fēng)機(jī)電源，然后開啟和關(guān)閉控制閥。調(diào)節(jié)流量后，應(yīng)至少穩(wěn)定510分鐘后讀取實驗數(shù)據(jù)。實驗中保持上升蒸汽量的穩(wěn)定，不應(yīng)改變加熱電壓，且保證蒸汽放空口一直有蒸汽放出。六、報告內(nèi)容實驗3-1的操作步驟、原始數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)結(jié)果表（換熱量、傳熱系數(shù)、各準(zhǔn)數(shù)以及重要的中間計算結(jié)果）、準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的回歸過程、結(jié)果與具體的回歸方差分析，并以其中一組數(shù)據(jù)的計算舉例。 實驗的