清华大学化工实验基础-传热系数实验报告解读.pdf

清华大学化工实验基础-传热系数实验报告解读--第1页

清华大学化工实验基础-传热系数实验报告解读

化工基础实验报告

实验名称传热系数的测定

班级_姓名_学号_成绩

实验时间同组成员

一.实验预习

实验目的

掌握传热系数K、给热系数a和导热系数入的测定方法；

比较保温管、裸管、汽水套管的传热速率，并进行讨论；

掌握热电偶测温原理及相关二次仪表的使用方法。

实验原理

根据传热基本方程、牛顿冷却定律及圆筒壁的热传导方程，已知传热设备的结构尺

寸，只要测得传热速率Q以及各相关温度，即可算出、和了。

测定汽-水套管的传热系数

式中：一一传热面积，；

――冷、热流体的平均温差，；

——传热速率，W；

汽

式中：汽一一为冷凝液流量，kg/s,

r为汽化潜热J/kg。

测定裸管的自然对流给热系数[W/(m2?)]

式中：

——壁温和空气温度，。

(3)测定保温材料的导热系数入[W/(m-)]

式中：一一保温层两侧的温度，；

b――保温层的厚度，m；

Am――保温层内外壁的平均面积，m2

流程装置

该装置主体设备为“三根管”：汽水套管、裸管和保温管。这“三根管”与锅炉、汽包、

高位槽、智能数字显示控制仪等组成整个测试系统。如下图：

实验操作

工艺流程为：锅炉内加热的水蒸气送入汽包，然后在三根并联的紫铜管内同时冷凝，

冷凝液由计量管或量筒收集。三根管外情况不同：一根管外用珍珠岩保温；一根为裸管;还

有一根为套管式换热器，管外有来自高位槽的冷却水。

可定性观察到三个设备冷凝速率的差异，并测定K、a和九

具体实验步骤如下:

熟悉设备流程，检查各阀门的开关情况，排放汽包中的冷凝水。

打开锅炉进水阀，加水至液面计高度的2/3。

将电热棒接上电源，并将调压器从0调至220V,满功率加热，待出口有蒸汽溢

出时，一定要关闭其中的两个加热阀，将加热功率调至适宜值。

然后，打开套管换热器冷却水进口阀，调节冷却水流量为某一值，并记录。

待过程稳定（即热电偶15和16的温度相近）后，记录汽水套管、裸管、保温管单

清华大学化工实验基础-传热系数实验报告解读--第1页

清华大学化工实验基础-传热系数实验报告解读--第2页

位时间内的冷凝液量及各相关热电偶1?16数值。汽-水套管一般记录60s时间

内的冷凝液量，裸管及保温管一般记录90s以上的冷凝液量。

（注：热电偶温度与电压的关系：=0.0185+25.8123u-0.7416『+0.0375u3）

重复步骤（5）,直至数据重复性较好。注意：实验前后需各记录一个室温值。

实验结束，切断加热电源，关闭冷却水阀。

实验中注意观察锅炉水位，使液面不低于其1/2高度。

9.注意系统不凝气及冷凝水的排放情况。

10.锅炉水位