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* 传热系数的测定 一、实验目的和内容 1.目的 1) 了解间壁式传热元件的研究和给热系数测定的实验组织方 法； 2) 掌握借助于热电偶测量壁面温度的方法； 3) 学会给热系数测定的实验数据处理方法； 4) 了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。 2. 内容 1) 测定饱和水蒸汽在垂直或水平圆管外冷凝时的给热系数； 2) 测定冷水在圆管内作强制湍流时的给热系数,并确定Nu、 Re和Pr之间的关系。 δ Ac λ Am 二、实验基本原理 间壁式传热装置的传热过程是冷热流体 通过固体壁面（传热元件）进行热量交换， 它是由热流体对固体壁面的对流传热，固体 壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传 热三个传热过程所组成。 由传热速率方程知，单位时间、单位传 热面所传递的热量q=K(T-t)，而对流传热所 传的热量，对于冷、热流体可由牛顿冷却 定 律表示，也可以分别表示为：q=αh(T-tw1)和 q=αc(tw2-t)，在以冷流体侧的传热面为基准 面的传热系数为 + ? + Ac α h ? Ah 1 α c 1 K＝ δ 传热过程示意图 热流体 冷流体 由于传热过程十分复杂，影响因素极多，目前尚不能通过解析法 得到给热系数的关系式，故采用因此分析法来确定给热系数的影响 因素。 影响因素：1)固体壁面的特征尺寸：l 经无因此化处理，得： 2)流体的物理性质：ρ、μ、cp、λ 3)强制对流的流速：u 4)产生自然对流的升力 α＝f (l , ρ , μ , c p , λ , u, βg?T ) Nu = a0 Re a1 Pr a 2 Gr a 3 在强制对流时，可以忽略自然对流的影响，则： Nu=a0Rea1Pra2 冷水被加热时, a2=0.4,即Nu/Pr0.4=a0Rea1 μ 其中： αl λ Nu = ，为努塞尔准数，描述对流给热的大小； ρul μ C p μ λ Re = pr = ，为雷诺准数，描述流体流动状态； ，为普朗特准数，描述流体的物性； βg?Tl 3 ρ 2 2 Gr = ，为格拉斯霍夫准数，描述自然对流的运动状态。 在定常给热时，由能量衡算得： Q ＝ Gcp(t2-t1)=DR-Q 损 由传热速率方程可分别表示为： Q = α h A h ? T mh Q = α c A c ? T mc Q = K A c ? T m 蒸汽 下水 下水 下水 上水 下水 疏水器 给热系数测定流程 放气阀 三.实验装置流程图 下水 *