化工原理實(shí)驗(yàn)B（上）：傳熱實(shí)驗(yàn)

化工原理實(shí)驗(yàn)傳熱實(shí)驗(yàn)傳熱實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)三傳熱實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

六、操作要點(diǎn)二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)

七、數(shù)據(jù)處理三、實(shí)驗(yàn)原理

八、數(shù)據(jù)處理注意點(diǎn)四、設(shè)計(jì)思路

九、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求五、實(shí)驗(yàn)流程

福州大學(xué)化工原理實(shí)驗(yàn)室一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、加深對(duì)傳熱過程的理解。2、學(xué)習(xí)并掌握傳熱系數(shù)、傳熱膜系數(shù)的測定方法。3、學(xué)會(huì)用最小二乘法或作圖法確定準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式中常數(shù)A和指數(shù)m。4、比較傳熱效果，了解工程上強(qiáng)化傳熱的措施。5、培養(yǎng)工程觀念、動(dòng)手能力和其它綜合素質(zhì)。二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)任務(wù)(2):確定準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式中常數(shù)A和指數(shù)m。任務(wù)(1)：測定普通管和強(qiáng)化管的傳熱系數(shù)、傳熱膜系數(shù)以及和。三、實(shí)驗(yàn)原理本傳熱實(shí)驗(yàn)裝置有兩根套管換熱器，一根為普通套管換熱器，另一根為內(nèi)插螺旋線圈的套管換熱器，用水蒸氣加熱空氣，采用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)在線采集和自動(dòng)控制系統(tǒng)，可實(shí)行自動(dòng)操作或手動(dòng)操作。套管換熱器傳熱示意圖如下頁所示。實(shí)驗(yàn)原理疏水器不凝性氣體排出閥影響對(duì)流傳熱的因素很多，很難提出一個(gè)普遍的公式用以計(jì)算各種情況下的對(duì)流傳熱系數(shù)α。一種解決方法是用因次分析法。把影響α的因素歸納成幾個(gè)準(zhǔn)數(shù)，以減少變量數(shù)，再用實(shí)驗(yàn)方法確定這些準(zhǔn)數(shù)在不同情況下的經(jīng)驗(yàn)式，用以計(jì)算這些情況下的α。無相變時(shí)強(qiáng)制湍流下的對(duì)流傳熱影響因素主要有：定性長度、流體的流速、粘度、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱和密度。實(shí)驗(yàn)原理（要求掌握因次分析法,請(qǐng)同學(xué)們自己歸納出下頁的無因次數(shù)群)

7個(gè)物理量涉及到4個(gè)基本因次，因此可以歸納出3個(gè)無因次數(shù)群，它們之間的關(guān)系為：式中：努塞爾特準(zhǔn)數(shù)，被決定準(zhǔn)數(shù)雷諾準(zhǔn)數(shù)，反映流體的流動(dòng)型態(tài)和湍動(dòng)程度普蘭特準(zhǔn)數(shù)，反映與傳熱有關(guān)的流體物性注意定性尺寸實(shí)驗(yàn)原理

當(dāng)流體在圓形直管中作強(qiáng)制湍流時(shí)，其定性尺寸為管徑，即

系數(shù)與指數(shù)和則需由實(shí)驗(yàn)加以確定。對(duì)于氣體，基本上不隨溫度而變，可視為一常數(shù)，因此，上式也可簡化為：對(duì)流傳熱系數(shù)的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式為實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)思路系數(shù)和指數(shù)的求解求方法一求方法二五、實(shí)驗(yàn)流程普通管強(qiáng)化管孔板流量計(jì)旁路調(diào)節(jié)閥旋渦氣泵電加熱器

測量儀表面板示意圖壁面溫度℃六、實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)（1）

1．實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備（1）向電加熱釜加水至液位計(jì)上端紅線處。（2）檢查空氣流量旁路調(diào)節(jié)閥是否全開。（3）檢查普通管和強(qiáng)化管的各支路控制閥是否已按要求打開或關(guān)閉。（4）接通電源總閘，設(shè)定加熱電壓，啟動(dòng)電加熱器開關(guān)，開始加熱。2．實(shí)驗(yàn)開始

（1）加熱10min，啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)。（2）觀察到蒸汽排出口有恒量蒸汽排出，標(biāo)志著實(shí)驗(yàn)可以開始。（3）調(diào)節(jié)空氣流量旁路閥的開度，使壓差計(jì)讀數(shù)為所需的空氣流量值。若為計(jì)算機(jī)在線數(shù)據(jù)采集，則可直接從屏幕上讀取空氣流量值。建議從最大流量開始實(shí)驗(yàn)。旁路全開時(shí)，通過傳熱管的空氣流量是最大還是最?。繉?shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)（2）

（4）穩(wěn)定5min左右讀取壓差計(jì)讀數(shù)，以及、和T值。注意：第1個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)必須穩(wěn)定15min。（5）重復(fù)（3）與（4）步驟，共做7個(gè)空氣流量值實(shí)驗(yàn)（注意：最小、最大流量值一定要做）。

3．實(shí)驗(yàn)結(jié)束（1）關(guān)閉加熱器開關(guān)。（2）過5min后關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)，并將旁路閥全開。（3）切斷總電源。實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)（3）七、數(shù)據(jù)處理式中：——

空氣入口溫度（即流量計(jì)處溫度）下的體積流量，

——

孔板兩端壓差，kPa

——

空氣入口溫度（即流量計(jì)處溫度）下的密度，1、求Re數(shù)所需參數(shù)的測定與計(jì)算1、求Re所需參數(shù)的測定與計(jì)算

雷諾數(shù)：式中：V——

實(shí)驗(yàn)條件（管內(nèi)平均溫度）下的空氣體積流量，

——

管內(nèi)平均溫度，℃

——

傳熱內(nèi)管空氣進(jìn)口（即流量計(jì)）處的溫度，℃流量：流速：注意：要用內(nèi)徑2、求Nu所需參數(shù)的測定與計(jì)算當(dāng)時(shí)T≈Tw（℃）

1、在回歸方程時(shí)不能用下列公式計(jì)算

（請(qǐng)分析為什么？）八、數(shù)據(jù)處理注意點(diǎn)

2、注意上述兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)式的應(yīng)用范圍。在進(jìn)行誤差分析時(shí)，通常要求將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)式進(jìn)行比較。請(qǐng)問能否將強(qiáng)化管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與上兩式進(jìn)行比較？數(shù)據(jù)處理注意點(diǎn)

3、回歸方程可以用最小二乘法，也可以用作圖法，如下兩頁所示（下面的圖是以為例.）

4、計(jì)算示例只要以其中一根管的其中一組數(shù)據(jù)為例即可。在開始計(jì)算之前，要說明“以什么為例”，然后寫出原始數(shù)據(jù)。每一計(jì)算過程都應(yīng)包括：公式、數(shù)據(jù)代入、答案和單位。

5、同組同學(xué)應(yīng)取不同組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。否則按計(jì)算雷同扣分。九、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求（1）實(shí)