【2017年整理】浙江大学化工原理实验---横管对流传热系数的测定实验报告.doc

实验报告 课程名称：过程工程原理实验（乙） 指导老师： 杨国成 成绩：__________________ 实验名称：传热综合实验 实验类型：工程实验 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 横管对流传热系数的测定 1 实验目的： 1.1 掌握空气在普通和强化传热管内的对流传热系数的测定方法，了解影响传热系数的因素和强化传热的途径。 1.2 把测得的数据整理成形式的准数方程式，并与教材中相应公式进行比较。 1.3 了解温度、加热功率、空气流量的自动控制原理和使用方法。 2 装置与流程： 2.1 实验装置如图1所示： 图1.装置示意图 2.2 流程介绍： 实验装置由蒸汽发生器、孔板流量变送器、变频器、套管换热器及温度传感器、智能显示仪等构成。 空气—水蒸气换热流程：来自蒸汽发生器的水蒸气进入套管换热器，与被风机抽进的空气进行热交换，冷凝水经排出阀排入盛水装置。空气经孔板流量计进入套管换热管内（紫铜管），流量通过变频器调节电机转速达到自动控制，热交换后从风机出口排出。 本实验中，普通管和强化管实验通过管路上的切换阀门进行切换。 2.3 横管对流传热系数测定实验数据符号说明表： 名称 符号 单位 备注 冷流体流量 V 紫铜管规格： Φ19mm×1.5mm， 即内径为16mm， 有效长度为1020mm， 冷流体流量范围： 3~18 m^3/h 冷流体进口温度 t1 ℃ 普通管冷流体出口温度 t2 ℃ 强化管冷流体出口温度 t2’ ℃ 蒸汽发生器内蒸气温度 T1 ℃ 普通管热流体进口端壁温 TW1 ℃ 普通管热流体出口端壁温 TW2 ℃ 普通管外蒸气温度 T ℃ 强化管热流体进口端壁温 TW1 ‘ ℃ 强化管热流体出口端壁温 TW2 ’ ℃ 强化管外蒸气温度 T ’ ℃ 3 基本原理： 间壁式换热器：冷流体之间有一固体壁面，两流体分别在固体壁面的两侧流动，两流体不直接接触，通过固体壁面进行热量交换。 本装置主要研究汽—气综合换热，包括普通管和强化管。其中，水蒸气空气通过紫铜管间接换热，空气走紫铜管内，水蒸气走紫铜管外，采用逆流换热。 所谓强化管，是在紫铜管内加了弹簧，增大了绝对粗糙度，进而增大了空气流动的湍流程度，使换热效果更明显。 3.1 空气在传热管内对流传热系数的测定 间壁式传热过程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所组成，如图2： T b TW tw t 图2.间壁式传热过程示意图 间壁式传热元件在传热稳定后，有公式： （1） 式中： Q — 传热量，W； m1 — 热流体质量流量，kg/s； Cp1 — 定性温度下热流体比热，J/(kg·℃)； T1 — 热流体进口温度，℃； T2 — 热流体出口温度，℃； m2 — 冷流体质量流量，kg/s； Cp2 — 定性温度下冷流体比热，J/(kg·℃)； t1 — 冷流体进口温度，℃； t2 — 冷流体出口温度，℃； α1 — 热流体与固体壁面的对流传热系数，W/()； A1 — 热流体测的传热面积，； (T-Tw)m — 热流体与固体壁面的对数平均温度，℃； α2 — 冷流体与固体壁面的对流传热系数，W/()； A2 — 冷流体测的传热面积，； (t-tw)m — 冷流体与固体壁面的