01对流传热系数测定.pdf

对流传热系数的测定 1 实验目的和要求 1) 掌握空气在传热管内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。 2) 把测得的数据整理成Nu = ARen 形式的准数方程，并与教材中公认式进行比较。 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 实验装置与流程 本实验流程图（横管）如下图4-1、4-2 所示，实验装置由蒸汽发生器、孔板流量计（变 送器）、变频器、套管换热器（强化管和普通管）及温度传感器、智能显示仪表等构成。 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 进行换热交换，不凝气或未冷凝蒸汽通过阀门（F3 和F4 ）排出，冷凝水经排出阀（F5 和F6 ） 排入盛水杯。空气由风机提供，流量通过变频器改变风机转速达到自动控制，空气经孔板流量 计进入套管换热器内管，热交换后从风机出口排出。 注意：普通管和强化管的选取：在实验装置上是通过阀门 （F1 和F2 ）进行切换，仪表 柜上通过旋钮进行切换，电脑界面上通过鼠标选取，三者必须统一。 图4-1 横管对流传热系数测定实验装置流程图 图4-2 竖管对流传热系数测定实验装置流程图 图中符号说明见下表所示 符号 名称 单位 备注 3 V 空气流量 M /h t1 空气进口温度 ℃ 紫铜管规格 t2 普通管空气出口温度 ℃ 19 1.5mm ， t3 强化管空气出口温度 ℃ T1 蒸气发生器内的蒸汽温度 ℃ 即内径为16mm ， T2 普通管空气出口端铜管外壁度 ℃ 有效长度为1020mm T3 普通管空气进口端铜管外壁度 ℃ T4 普通管外蒸气温度 ℃ F1 ，F2 为管路切换阀门 T5 强化管空气出口端铜管外壁度 ℃ F3 ，F4 为不凝汽排除阀 F5 ，F6 为冷凝水排出阀 T6 强化管空气进口端铜管外壁度 ℃ T7 强化管外蒸气温度 ℃ 3 实验内容和原理 在工业生产过程中，大量情况下，采用间壁式换热方式进行换热。所谓间壁式换热，就 是冷、热两种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（传热元件）进行热量交换。 本装置主要研究汽—气综合换热，包括普通管和加强管。其中，水蒸汽和空气通过紫铜 管间接换热，空气走紫铜管内，水蒸汽走紫铜管外，采用逆流换热。所谓加强管，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 间壁式传热基本原理 如图4-3 所示，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。  T