实验3 化工原理实验传热膜系数地测定.pdfVIP

化工原理实验报告 实验三 传热膜系数的测定 课程名称： 化工原理实验 实验日期： 2012.11.30 班 级： 化工 1001 班 姓 名： 陈双全 同 组 人：李泽州、杨政鸿 学 号： 2010011018 一、 摘要 本实验用牛顿冷却定律作为对流传热实验的测试原理,通过建立不同体系的传热系 统, 即水蒸汽—空气传热系统、分别对普通管换热器和强化管换热器进行了强制对流传 热实验研究。确定了在相应条件下冷流体对流传热膜系数的关联式。此实验方法可以测 出蒸汽冷凝膜系数和管内对流传热系数。本实验测量了孔板压降、进出口温度和两个壁 温，计算了传热膜系数α，并通过作图确定了传热膜系数准数关系式中的系数 A 和指 数m （n 取0.4 ），得到了半经验关联式。实验还通过在内管中加入混合器的办法强化了 传热，并重新测定了α、A 和m，并比较增加混合器前后管路的压降。 二、 目的及任务 1. 掌握传热膜系数α及传热系数K 的测定方法； 2. 通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数A 和指数m,n 的方法； 3. 通过实验提高对数准数关系式的理解，并分析影响α的值，了解工程上强化传热的 措施 三、 基本原理 对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变时对流传热准数关系式的 一般形式为 Nu A Rem Prn Grp （3-1） 对于强制对流而言，Gr 可忽略，即 Nu A Rem Prn （3-2 ） 本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关系式中的指数 m,n 和系数A 。 用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re 和Pr 分别回归，本实验可简化上 式，即取 n=0.4(流体被加热) 。这样，式（3-1）即变为单变量方程，在两边去对数得到 直线方程为 Nu lg 0.4 lg A m lg Re （3-3 ） Pr 在双对数坐标纸中作图，求出直线斜率，即为方程的指数 m。在直线上任取一点函数值 代入方程中，则可得到系数A ，即 Nu A （3-4 ） Pr0.4 Rem 使用图解法，根据实验点确定直线位置有一定人为性。而用最小二乘法回归，可以得到 最佳关联结果。应用计算机辅助手段，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A 、 m、n. 对于方程的关联，首先要有Nu、Re、Pr 的数据组。其特征数定义式分别为 页 1 化工原理实验报告 du c  d Re ,Pr p ,Nu .    试验中改变空气的流量，以改变 Re 的值