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对流传热系数测定实验报告 篇一：空气—蒸汽对流给热系数测定实验报告及数据、答案 空气—蒸汽对流给热系数测定 一、实验目的 ⒈通过对空气—水蒸气光滑套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数α1的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARemPr0.4中常数A、m的值。 ⒉通过对管程内部插有螺纹管的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式Nu=BRem中常数B、m的值和强化比Nu/Nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。 二、实验装置 本实验设备由两组黄铜管（其中一组为光滑管，另一组为波纹管）组成平行的两组套管换热器，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固定。空气由旋涡气泵吹出，由旁路调节阀调节，经孔板流量计，由支路控制阀选择不同的支路进入换热器。管程蒸汽由加热釜发生后自然上升，经支路控制阀选择逆流进入换热器壳程，其冷凝放出热量通过黄铜管壁被传递到管内流动的空气，达到逆流换热的效果。饱和蒸汽由配套的电加热蒸汽发生器产生。该实验流程图如图1所示，其主要参数见表1。 表1 实验装置结构参数 1 2 蒸汽压力 空气压力 图1 空气-水蒸气传热综合实验装置流程图 1— 光滑套管换热器；2—螺纹管的强化套管换热器；3—蒸汽发生器；4—旋涡气泵； 3 5—旁路调节阀；6—孔板流量计；7、8、9—空气支路控制阀；10、11—蒸汽支路控制阀； 12、13—蒸汽放空口； 15—放水口；14—液位计；16—加水口； 三、实验内容 1、光滑管 ①测定6～8个不同流速下光滑管换热器的对流传热系数α1。 ②对 α1的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=ARem中常数A、m的值。 2、波纹管 ①测定6～8个不同流速下波纹管换热器的对流传热系数α1。 ②对 α1的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=BRem中常数B、m的值。 四、实验原理 1．准数关联 影响对流传热的因素很多，根据因次分析得到的对流传热的准数关联为：Nu=CRemPrnGrl 式中C、m、n、l为待定参数。 参加传热的流体、流态及温度等不同，待定参数不同。目前，只能通过实验来确定特定范围的参数。本实验是测定空气在圆管内作强制对流时的对流传热系数。因此，可以忽略自然对流对传热膜系数的影响，则Gr为常数。在温度变化不太大的情况下，Pr可视为常数。所以，准数关联式（1）可写成 Nu＝CRem （1） （2） 其中：Re? du? ? ? V? 4 d? Nu? ?d , 50℃时，空气的导热系数??0.02826W/(m.K)? 4 待定参数C和m可通过实验测定蒸汽、空气的有关数据后，对式（2）取对数，回归求 得直线斜率和截距。 Rem 因此：??c? d 2．传热量计算 努塞尔数Nu或α1无法直接用实验测定，只能测定相关的参数并通过计算求得。当通过套管环隙的饱和蒸汽与冷凝壁面接触后，蒸汽将放出冷凝潜热，冷凝成水，热量通过间壁传递给套管内的空气，使空气的温度升高，空气从管的末端排出管外，传递的热量由（3）式计算。 Q＝Wecpc（t2－t1）= Vρ1cpc（t2－t1） 根据热传递速率 Q＝KSΔtm 所以 KSΔtm=Vρ1cpc（t2－t1） （4） （5） （3） 式中：Q——换热器的热负荷（即传热速率），kJ／s； We——冷流体的质量流量，kg／s； V——冷流体（空气）的体积流量，m3/s； ρ1一冷流体（空气）的密度，kg／m3； K——换热器总传热系数，W/（m2·℃）； Cpc一一冷流体（空气）的平均比定压热容，kJ/（kg·K）； S——传热面积，m2； Δtm——蒸汽与空气的对数平均温度差，℃。 空气的流量及两种流体的温度等可以通过各种测量仪表测得。综合上面各式即可算出传 5 篇二：化工实验报告-传热系数的测定 太原师范学院 实 验 报 告 Experimentation Report of Taiyuan teachers College 系部： 化学系年级：大四 课程：化工实验姓名： 学号： 日期：2012/10/15 项目: 气体强制对流传热系数的测定 一、实验目的： 1.熟悉传热设备； 2.了解传热原理和强化传热途径，分析热交换过程的影响因素； 3.测定热流体空气与冷流体水在并流和逆流条件下的总传热系数K； 4.测定努赛尔数Nu和雷诺数Re之间的关系，确定他们的关联式。 二、实验原理： 传热过程按其方式可分为热导传热、对流传热和辐射传热三种。在工业生产上的传热过程中，按冷流体和热流体的接触方式可分为直接接触式、间壁式和蓄热式三种。本实验采用的单套管式换热器为间壁式传热，其热流体为热空气，冷流体为水，热空气与水在套管内进行传热，传热方程为：q=K*A*△t