传热系数测定.docVIP

LHQ列管换热器传热系数测定 换热器传热系数的测定装置是一种典型的工程实验设备。该实验是化工原理 系列实验之一。通过本装置的操作实践，了解换热器的结构，掌握传热系数的标定方法，并 学会换热器的操作方法。 一、 基本原理 换热器在工业生产中是经常使用的换热设备。热流体借助于传热壁面，将热 量传递给冷流体，以满足生产工艺的要求。影响换热器传热量的参数有传热面积、 平均温度差和传热系数三要素。为了合理选用或设计换热器，应对其性能有充分 的了解。除了查阅文献外，换热器性能实测是重要的途径之一。传热系数是度量 换热器性能的重要指标。为了提高能量的利用率，提高换热器的传热系数以强化 传热过程，在生产实践中是经常遇到的问题。 管换热器是一种间壁式的传热装置，冷热液体间的传热过程。由热流体对壁 面的对流传热、间壁的固体热传导和壁面对冷流体的对流传热三个传热子过程组 成。如图所示： 以冷流体侧传热面积为基准过 程的传热系数与三个子过程的关系 为： 对己知的物系和确定的换热器，上式可表示为 由此可知，通过分别考察冷热流体流量对传热系数的影响，从而可达到了解 某个对流传热过程的性能。若要了解对流给热过程的定量关系，可由非线性数据 处理而得。这种研究方法是过程分解与综合实验研究方法的实例。 传热系数K借助于传热速率方程式和热量衡算方程式求取。 热量衡算方程式，以热空气作衡算： 符号说明： K——传热系数 Q——流体的给热系数 A——换热器的传热面积 G——流体的质量流量 Q——传热量 Cp——流体的恒压热容 T——热流体温度 t——冷流体温度 t——传热温度差 δ——固体壁的厚度 ε△t——传热平均温差修正系数，全逆流时ε△t=1，对于单壳程、双管程或 二管程以上的ε△t可从文献中查得，本实验中ε△t=l 入——固体壁的导热系数 下标： h——热流体 c——冷流体 m——平均值 进——进口 出——出口 逆——逆流 二、验装置和流程 本实验物系冷流体是水，热流体是空气。冷流体自冷流体源来，经转子流量 计测量流量，温度计测量进口温度后，进入换热器壳程，换热后在出口处测量其 出口温度，热流体自风源来，经转子流量计测量流量后，进入加热到120~C流入 换热器的管程，并在入口处测量其进口温度，在出口处测量其出口温度。 1．装置 (1)．测试元件； BL．1．0 列管换热器 型号：GLC-0．63 数量：贰台 (2)．单壳程双管程； 壳程采用圆缺型挡板，传热管为不锈钢管，管径；φ10X l； 有效管长：1000 mm； 管数：20根 管外侧传热总面积：0．63m2 2．测量仪表 (1)．温度测量：测量冷热流体进出口温度 一次仪表：ptl00铂电阻；每套4支，共8支；量稃：0-400Z： 二次仪表：数显仪表AI一708J，精度：0．2级；每套一一台共二台 控温仪表：人工智能温度调节仪表AI一708J，精度：0．2级；每套一台共二台 (2)．流量测量 冷热流体转子流量计 型号：LZB．25 量程：1：10 范围：气体2．5～25N m’／H 精度：1．5级 液体100～1000NL／H 三、实验方法 1．开通冷流体源，由调节阀5调节冷流体流量。 2．开通风源l，打开阀4，由调节阀3调节空气流量，接通电源，在智能温 度调节仪表AI708上设定控制温度为100℃～120℃。 3．维持冷热流体流量不变，热空气进口温度在一定时间内(约10分钟)基 本不变时，可记取有关数据。 4．测定传热系数K时，在维持冷流体(或热空气)流量不变的情况下，根 据实验步点要求，改变热空气(或冷流体)流量若干次。 5．实验结束，关闭加热电源，待热空气温度降至50~C以下，关闭冷热流体 调节阀，并关闭冷热流体源。 四、数据处理 1．原始数据记录表 装置编号 编号 热 流 体 冷 流 体 流量 m3／H 温度 ℃ 流量L／H 温度 ℃ T进 T出 t进 t出 1 2 3 4 5 2．计算结果表 序号 Q H (W) ε△t tm逆 ℃ K W／m2℃ K W／m2℃ 1 2 3 4 5 6 五、注意事项 1．电源220V，双色线(黄绿)为接地线。． 2．加热时以设定120℃为宜，不得大于150Z：，以免超出(；u50铜电阻的