对流传热系数测定实验.doc
实验目的：
1.测定水在圆管内的对流传热系数。
2.熟悉实验过程和方法，掌握实验技能。
实验原理：
对流传热是指在流体内部，由于温度差而发生的热量传递过程。负责传热的机构是流体内的对流，它能有效地加快热量的传递。
圆管内加热相当于给液体部分加热，液体受热变得稀薄，流动影响整个管道，使得流体相对速度增加，对流热传导增强，同时散热增大。
对流传热系数，以水作为样品，可得公式如下：
V=λ(ρ 2-ρ1)gL^3/μQ
其中：
V 水流速
λ 对流传热系数
ρ1 密度
ρ2 受热稀薄液体的密度
g 重力加速度
L 热交换区段的长度
μ 动力粘度系数
Q 加热量
测量方法：
以恒流供热方式加热，用热电偶及温度计测量流体进入和流出处的温度，并通过流量表测量流体流量。最后，利用以上数据及传热计算公式计算对流传热系数。
实验过程：
1.组装好实验装置。
2.调节水流量，打开恒温水浴，调节温度至稳定后，进一步调节流量，直到流量稳定。
3.测量流体进入和流出处的温度，测量流体流量，并记录数据。
实验记录：
表一流体进出口温度及温度差
（数据保留两位小数）
进口温度45.20°C 流量计
温度差 6.95°C
表二流量及所用时间
流量（L/min）时间（s）
0.50 55.11
0.60 48.78
1.10 23.61
采用已有数据计算出对流传热系数的值如下：
ρ1 998kg/m³
μ 1.004×10^{-3}N/s·m²
Q 0.293W
L 0.15m
λ 195.44W/(m²·K)
实验结果：
本次实验得到了水在圆管内的对流传热系数λ=195.44W/(m²·K)。
浙江大学化学实验报告 课程名称：过程工程原理实验甲实验名称：对流传热系数的测定指导教师： 专业班级： 姓名： 学号： 同组学生： 实验日期： 实验地点：
目录 一、实验目的和要求 (2) 二、实验流程与装置 (2) 三、实验内容和原理 (4) 1.间壁式传热基本原理 (4) 2.空气流量的测定 (6) 3.空气在传热管内对流传热系数的测定 (6) 3.1牛顿冷却定律法 (6) 3.2近似法 (7) 3.3简易Wilson图解法 (8) 4.拟合实验准数方程式 (8) 5.传热准数经验式 (9) 四、操作方法与实验步骤 (10) 五、实验数据处理 (11) 1.原始数据： (11) 2.数据处理 (11) 六、实验结果 (14) 七、实验思考 (15)
一、实验目的和要求 二、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 三、因素和强化传热的途径； 四、2）把测得的数据整理成形 式的准数方程，并与教材中公认 五、经验式进行比较； 六、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。 七、实验流程与装置 八、本实验流程图（横管）如下图1所示， 实验装置由蒸汽发生器、孔板流量计、变频器、套管换热器（强化管和普通管）及温度传感器、只能显示仪表等构成。 九、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。 十、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择，三者必学统一。 十一、 十二、 十三、 十四、
对流传热系数的测定 北京理工大学化学学院董女青1120102745 一、实验目的 1、掌握对流传热系数的测定方法，测定空气在圆形直管内的强制对流传热系数, 验证准数关联式。 2、了解套管换热器的结构及操作，掌握强化传热的途径。 3、学习热电偶测量温度的方法。 二.实验原理 冷热流体在间壁两侧换热时，传热基本方程及热衡算方程为： Q = KAAtm = m^Cp (t入一t出) 换热器的总传热系数可表示为： 1 1 b 1 —------- 1 ---- 1 ---- K a ：入a 0 式中：Q—换热量，J/s K—总传热系数，J/(m' s) A—换热面积，m： At m-平均温度差，°C Cp—比热，J/ (kg ? K) nu—质量流量，kg/s b—换热器壁厚，m a i、a o—内、外流体对流传热系数，J/(m? ? s) 依据牛顿冷却定律，管外蒸汽冷凝，管内空气被加热，换热最亦可表示为： Q = a jAj(t w - t) = a 0A0 (T — T w) 式中:t w.凡一管内(冷侧)、管外(热侧)壁温， t、T-管内(冷侧)、管外(热侧)流体温度 测定空气流量、进出口温度、套管换热面积，并测定蒸汽侧套管壁温，由于管壁导热系数较大且管壁较薄，管内壁温与外壁温近似柑等，根据上述数据即可得到管内对流传热系数，由丁?换热器总传热系数近似等丁?关内对流传热系数，所以亦可得到套管换热器的总传热系数。 流体在圆形直管强制对流时满足下述准数关联式： Nu = O.O237?e°-8Pr0-33 式中：Nu-努塞尔特准数，Nu=^,无因次 Re—雷诺准数，Re = ^,无因次 P L普兰特准数，Pr =耳,无因次 测定不冋流速条件下的对流传热系数，在双对数坐标屮标绘加he关系得到一条直线，直线斜率应为0. &
实验四 对流传热系数的测定 一、实验目的 1．学会对流传热系数的测定方法。 2．测定空气在圆形直管内的强制对流传热系数，并把数据整理成准数关联式。 二、实验原理 1．流传热系数的测定1 11,m t A Q ?= α 其中 11211121p p Q W C (t t )V C (t t )ρ=-=- l d A 11π= t t t w m -=?1, （壁温的平均值44321T T T T t w +++= 空气的平均温度2 2 1t t t +=） ２．关联式的整理4 .0Pr Re m A Nu = 其中 d Nu αλ = λμp c =Pr (α是通过上面第一步算出来的，λ、Cp 、μ分别是 空气在平均温度下的热导率、定压热容和粘度) 上式两边都取对数 Re ln ln Pr ln 4.0ln m A Nu +=- 以Pr ln 4.0ln -Nu 为纵坐标，Re ln 为横坐标作图，直线的斜率为m ，截据为A ln ，从而求出m 、A. 三、实验装置 主要设备；套管换热器、鼓风机、电加热釜 、离心式磁力泵、转子流量计 四、实验步骤 1．开启总电源，然后开启自动控温和手动控温电闸使水罐加热，将自动控温给定温度调至１１０℃，手动控温调至７A 左右。 ２．待水罐内水沸腾后，将风机打开，冷风进入换热器内管 ３．当空气流量、蒸汽温度保持不变时，打开套管换热器巡检测温仪表，测定温度。 ４．改变若干空气流量，维持蒸汽温度不变，测定５－６组实验数据。 五、数据记录
六、数据处理 平均温度（t 1＋t ２）／２ Cp (J/(kg. ℃)) ρ(kg/m 3) λ(W/m. ℃) μ(Pa.s) １ ２ ３ ４ ５ 6 平均温度（t 1＋t ２）／２ 平均壁温 （Ｔ1 ＋T 2 ＋T 3 ＋T 4）／４ Δt m,1 Q(W) α1 (W/m 2. ℃) 1 2 3 4 5 6 Re Nu Pr Re ln Pr ln 4.0ln Nu 1 2 3
竭诚为您提供优质文档/双击可除对流传热系数测定实验报告 篇一：空气—蒸汽对流给热系数测定实验报告及数据、答案 空气—蒸汽对流给热系数测定 一、实验目的 ⒈通过对空气—水蒸气光滑套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数α1的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。并应用线性回归分析方法，确定关联式 nu=ARempr0.4中常数A、m的值。 ⒉通过对管程内部插有螺纹管的空气—水蒸气强化套 管换热器的实验研究，测定其准数关联式nu=bRem中常数b、m的值和强化比nu/nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。 二、实验装置 本实验设备由两组黄铜管（其中一组为光滑管，另一组为波纹管）组成平行的两组套管换热器，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固定。空气由旋涡气泵
吹出，由旁路调节阀调节，经孔板流量计，由支路控制阀选择不同的支路进入换热器。管程蒸汽由加热釜发生后自然上升，经支路控制阀选择逆流进入换热器壳程，其冷凝放出热量通过黄铜管壁被传递到管内流动的空气，达到逆流换热的效果。饱和蒸汽由配套的电加热蒸汽发生器产生。该实验流程图如图1所示，其主要参数见表1。 表1实验装置结构参数 1 2 蒸汽压力 空气压力 图1空气-水蒸气传热综合实验装置流程图 1—光滑套管换热器；2—螺纹管的强化套管换热器；3—蒸汽发生器；4—旋涡气泵； 3 5—旁路调节阀；6—孔板流量计；7、8、9—空气支路控制阀；10、11—蒸汽支路控制阀； 12、13—蒸汽放空口；15—放水口；14—液位计；16—加水口； 三、实验内容 1、光滑管 ①测定6～8个不同流速下光滑管换热器的对流传热系
对流传热系数测定实验.doc 实验目的： 1.测定水在圆管内的对流传热系数。 2.熟悉实验过程和方法，掌握实验技能。 实验原理： 对流传热是指在流体内部，由于温度差而发生的热量传递过程。负责传热的机构是流体内的对流，它能有效地加快热量的传递。 圆管内加热相当于给液体部分加热，液体受热变得稀薄，流动影响整个管道，使得流体相对速度增加，对流热传导增强，同时散热增大。 对流传热系数，以水作为样品，可得公式如下： V=λ(ρ 2-ρ1)gL^3/μQ 其中： V 水流速 λ 对流传热系数 ρ1 密度 ρ2 受热稀薄液体的密度 g 重力加速度 L 热交换区段的长度 μ 动力粘度系数 Q 加热量 测量方法： 以恒流供热方式加热，用热电偶及温度计测量流体进入和流出处的温度，并通过流量表测量流体流量。最后，利用以上数据及传热计算公式计算对流传热系数。 实验过程：
1.组装好实验装置。 2.调节水流量，打开恒温水浴，调节温度至稳定后，进一步调节流量，直到流量稳定。 3.测量流体进入和流出处的温度，测量流体流量，并记录数据。 实验记录： 表一流体进出口温度及温度差 （数据保留两位小数） 进口温度45.20°C 流量计 温度差 6.95°C 表二流量及所用时间 流量（L/min）时间（s） 0.50 55.11 0.60 48.78 1.10 23.61 采用已有数据计算出对流传热系数的值如下： ρ1 998kg/m³ μ 1.004×10^{-3}N/s·m² Q 0.293W L 0.15m λ 195.44W/(m²·K) 实验结果： 本次实验得到了水在圆管内的对流传热系数λ=195.44W/(m²·K)。
对流传热实验报告 篇一：对流传热实验报告 太原理工大学 化工原理实验报告 实验名称：对流传热系数的测定 一、实验预习（30分） 1．实验装置预习（10分）＿＿＿＿＿年＿＿＿＿月＿＿＿＿日 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 2．实验仿真预习（10分）＿＿＿＿＿年＿＿＿＿月＿＿＿＿日 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 3．预习报告（10分） 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩（1）实验目的（2）实验原理 （3）实验装置与流程：将本实验的主要设备、仪器和仪表等按 编号顺序添入图下面的相应位置： 10 对流传热实验装置流程图 1． 2．3． 4． 5．6． 7． 8．9． 10． 11． 12． 13．（4）简述实验所需测定参数及其测定方法：
（5）实验操作要点： 二、实验操作及原始数据表(30分) 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 三、数据处理结果(10分) 篇二：化工原理实验报告(传热) 北京化工大学 化工原理实验报告 传热膜系数测定实验 院（部）：化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班姓名：江海洋 XX011136同组人员：王彬刘玥波方郡实验名称：传热膜系数测定实验实验日期：传热膜系数测定实验 一、摘要 本实验以套管换热器为研究对象，以冷空气及热蒸汽为介质，冷空气走黄铜管内，即管程，热蒸汽走环隙，即壳程，研究热蒸汽与冷空气之间的传热过程。通过测得的一系列温度及孔板压降数值，分别求得正常条件和加入静态混合器后的强化条件下的对流传热膜系数α及Nu，做出lg （Nu/Pr0.4）～lgRe的图像，分析出传热膜系数准数关联式Nu=ARemPr0.4中的A和m值。 关键词：对流传热 Nu Pr Re α A 二、实验目的
空气对流传热系数的测定实验报告 空气对流传热系数的测定实验报告 引言： 传热是物质内部或不同物质之间的热量传递过程。在工程和科学领域中，对流 传热是一种常见的传热方式。对流传热系数是描述流体对流传热能力的物理量，对于研究和应用热传导、换热器设计等方面具有重要意义。本实验旨在通过测 定空气对流传热系数，探究对流传热的规律和机制。 实验装置和方法： 实验所需的装置包括一个加热器、一个温度计、一个风扇和一根长而细的金属棒。首先，将金属棒的一端插入加热器中，确保其与加热器接触良好。然后， 将风扇放置在金属棒的另一端，并将其打开。接下来，使用温度计测量金属棒 不同位置的温度，并记录下来。 实验过程和结果： 在实验开始时，我们先调节加热器的温度，使其保持在一个恒定的值。然后， 使用温度计分别测量金属棒的不同位置的温度。我们将测得的温度数据记录在 表格中，并根据测得的温度差值计算出空气对流传热系数。 通过对实验数据的分析，我们发现金属棒的温度随着距离加热器的距离逐渐降低。这是因为加热器提供的热量通过金属棒向外传递，而空气对流传热是主要 的传热方式。随着距离的增加，空气对流传热的效果逐渐减弱，导致温度下降。根据测得的温度数据，我们使用经验公式计算了空气对流传热系数。经过计算，我们得到了不同位置的空气对流传热系数的数值。这些数值与理论值进行对比，发现它们基本上是一致的，验证了我们的实验结果的准确性。
讨论和结论： 通过本次实验，我们成功测定了空气对流传热系数，并验证了实验结果的准确性。空气对流传热系数的测定对于工程和科学领域中的热传导和换热器设计等方面具有重要意义。 然而，本实验也存在一些局限性。首先，我们只使用了一个加热器和一个风扇进行实验，这可能导致实验结果的一定偏差。其次，我们没有考虑其他可能影响对流传热的因素，如湿度和压力等。 为了进一步提高实验的准确性，可以使用更多的加热器和温度计进行测量，以获得更多的数据。此外，可以在实验中引入其他因素，如湿度和压力的测量，以更全面地了解对流传热的规律和机制。 总之，本次实验通过测定空气对流传热系数，深入研究了对流传热的规律和机制。实验结果验证了空气对流传热系数的准确性，并为工程和科学领域中的热传导和换热器设计等方面提供了参考依据。通过进一步改进实验装置和方法，可以进一步提高实验的准确性和可靠性。
空气蒸汽对流传热系数的测定实验报告 实验目的：测定空气中的蒸汽对流传热系数，了解其在热传导过程中的特性和规律。 实验原理： 空气中的热传导有两个主要的途径，即对流传热和辐射传热。在大气压力下，空气中 的蒸汽通常以微小的水滴或颗粒的形式存在。当热量传递给空气蒸汽颗粒时，其会通过对 流传热的方式将热量散发到周围的空气中。 对流传热系数(h)是描述对流传热性能的一个重要参数，通过测量传热流量和温度差，可以计算出空气蒸汽对流传热系数。 实验器材： 1. 空气蒸汽发生器：用于产生空气中的蒸汽。 2. 传热试样：具有良好的导热性能的金属试样。 3. 温度测量仪器：如温度计或热电偶，用于测量传热试样和周围环境的温度。 4. 流量计：用于测量蒸汽的流量。 5. 电源和电表：用于供电和测量电能消耗。 实验步骤： 1. 将空气蒸汽发生器连接到传热试样，并保持一定的温度差。 2. 打开空气蒸汽发生器和流量计，开始生成空气中的蒸汽，并调整蒸汽流量至稳 定。 3. 同时开启温度测量仪器，分别测量传热试样的表面温度和周围环境的温度。 4. 根据传热试样表面温度和周围环境温度的差值，计算出传热速率，即传热流量。 5. 根据蒸汽流量和传热流量，计算得到空气蒸汽的对流传热系数。 实验数据记录与处理： 1. 记录传热试样表面温度和周围环境温度的数值。 2. 根据所测得的温度差值，计算出传热速率。 3. 根据蒸汽流量和传热速率的比值，计算得到空气蒸汽的对流传热系数。
实验结果与讨论： 根据实验测得的数据，计算出空气蒸汽的对流传热系数，并进行实验结果的分析和讨论，比较不同实验条件下的对流传热系数差异，探究影响因素与对流传热系数的关系。 结论： 通过本次实验，测定并计算得到了空气蒸汽的对流传热系数，并对影响因素进行了讨论。实验结果可以为热传导以及相关工程问题的研究和应用提供参考。
对流传热系数的测定实验 一． 实验目的 1． 掌握对流传热系数的测定方法； 2． 学习确定对流传热关联式中系数A 和指数的方法； 3． 了解套管换热器的结构； 4． 学习测温热电偶的使用方法。 二． 实验内容 1． 测定空气在套管换热器内管中作强制对流时的对流传热系数； 2． 利用图解法确定准数关联式中的常数A 和。 三． 实验原理 对流传热系数是研究传热过程和换热器性能的重要参数。 本实验以空气为冷流体流过套管换热器的内管，饱和水蒸汽作为热流体流过环隙，故以下仅就空气在圆形直管内作强制湍流流动时的对流传热系数的测定进行讨论。 空气在管内被加热，据牛顿冷却定律有： 式中, 传热量Q ，W ； A: 空气在管的内表面积，m 2 T: 传热管内表面的平均温度, ℃ t: 空气的平均温度, ℃ t 1: 空气进口温度，℃ t 2: 空气出口温度，℃。 因传热管为紫铜管，导热系数很大，且管壁很薄，故可认为近似于传热管外壁表面的平均温度。 对于强制对流，准数Gr 可忽略，故 式中系数A 和指数可用图解法和多元线性回归法确定。本实验采用图解法。 用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量和分别回归。为便于掌握此关联方法，可取你＝0.4（因实验中空气被加热），这样就把多变量方程简化为单变量方程了。即 或 对上式两边取对数，得一直线方程 在双对数坐标系中以为 纵坐标， 为横坐标，对实验数据进行标绘时， 所得直线的斜率即为方程式中的指数。系数A 可由截距求出。 ()Q T t A α=⋅-⋅ t 12 t +t ＝2Re m n Nu A Pr =⋅⋅0.4 Re m Nu A Pr =⋅⋅0.4 Re m Nu A Pr =⋅0.4ln ln ln Re Nu A m Pr =+⋅0.4ln Nu Pr ln Re
对流给热系数的测定 一、实验目的 1、观察水蒸气在换热管外壁上的冷凝现象，并判断冷凝类型； 2、测定空气（或水）在圆直管内强制对流给热系数i α； 3、应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。 4、掌握热电阻测温的方法。 二、基本原理 在套管换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以空气或水，水蒸气冷凝放热以加热空气或水，在传热过程达到稳定后，有如下关系式： V ρC P (t 2－t 1)＝αi A i (t w －t)m （1-1） 式中： V ——被加热流体体积流量，m3/s ； Ρ——被加热流体密度，kg/m3； C P ——被加热流体平均比热，J/(kg ·℃)； αi ——流体对内管内壁的对流给热系数，W/(m2·℃)； t 1、t 2——被加热流体进、出口温度，℃； A i ——内管的外壁、内壁的传热面积，m2； (T －T W )m ——水蒸气与外壁间的对数平均温度差，℃； 2 211 2211ln )()()(w w w w m T T T T T T T T Tw T -----= - （1-2） (t w －t)m ——内壁与流体间的对数平均温度差，℃； 2 2112211ln )()()(t t t t t t t t t t w w w w m w -----= - （1-3） 式中：T 1、T 2——蒸汽进、出口温度，℃； T w1、T w2、t w1、t w2——外壁和内壁上进、出口温度，℃。 当内管材料导热性能很好，即λ值很大，且管壁厚度很薄时，可认为T w1＝t w1，T w2＝t w2，即为所测得的该点的壁温。
广州大学 实验报告 项目名称：对流传热系数测定实验 学院：化学化工学院 专业年级： 广州大学教务处制 一、实验目的 1、通过对传热系数a准数关联系的测定，掌握实验方法，加深对流传热概念和影响因素的理解。 2、应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe m Pr0.4 中常数A、m的值。 3、加深对由实验确定经验公式的量纲分析法的理解 4、得出得出单一流体下的总传热系数K。 二、实验的基本原理
1、对流传热系数a i 的测定 以蒸汽为加热介质走外管，空气为冷却介质走内管。对流传热系数a I 可以根据牛顿冷却定律，通过用实验来测定。由牛顿冷却定律： )(M W i T T S Q a -= 式中：ai ——管内流体对流传热系数，W/(m2.℃); Q —传热速率，W; S —内管传热面积，㎡； Tw ——壁面平均温度，℃； Tm ——定性温度，℃。 传热面积计算公式：S=πdL 定性温度： 22 1T T T M += 上式中：d —管内径，m; L —传热管测量段的实际长度，m; T1,T2——冷流体的入口、出口温度，℃。 传热速率)(21,T T C V Q P M M S -=ρ 式中：M S V ,—冷流体在套管内的平均体积流量，m3/s; M ρ—冷流体的密度，kg/m3; P C —冷流体的定压比热容，J/(kg.℃)。 2、对流传热系数ai 准数关联式的确定 流体在管内做强制湍流，准数关联式的形式为：Nu=ARemPrn 在本实验条件下在管内被加热的空气，普兰特数Pr 变化不大，可近似为常数，则关联式的形式可简化为：Nu=A ’Rem 所以仅有A ’，m 两个参数。 则两边取对数得：'lg Re lg lg A m Nu += 显然，上式中是一个线性方程，通过实验测定并计算得出一系列的Nu 和Re,即可在双对数坐标系中描绘出Nu —Re 直线，然后进行线性回归即可得出m,lgA ’,继而确定准数关联式 雷诺数： μπρμρπμ ρ d V V d du 4d 4R e 2 == = 则努塞尔数： λad Nu = 上式中λμ,分别为空气的粘度、流体的热导率（在定性温度Tm 下查出）
对流传热实验实验报告
实验三 对流传热实验 一、实验目的 1.掌握套管对流传热系数i α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解，应用线性回归法，确定关联式4.0Pr Re m A Nu =中常数A 、m 的值； 2.掌握对流传热系数i α随雷诺准数的变化规律； 3．掌握列管传热系数Ko 的测定方法。 二、实验原理 ㈠ 套管换热器传热系数及其准数关联式的测定 ⒈ 对流传热系数i α的测定 在该传热实验中，冷水走内管，热水走外管。 对流传热系数i α可以根据牛顿冷却定律，用实验来测定 i i i S t Q ⨯∆= α （1） 式中：i α—管内流体对流传热系数，W/(m 2·℃)； Q i —管内传热速率，W ； S i —管内换热面积，m 2； t ∆—内壁面与流体间的温差，℃。 t ∆由下式确定： 2 2 1t t T t w +- =∆ （2） 式中：t 1，t 2 —冷流体的入口、出口温度，℃； T w —壁面平均温度，℃； 因为换热器内管为紫铜管，其导热系数很大，且管壁很薄，故认为内壁温度、外壁温度和壁面平均温度近似相等，用t w 来表示。 管内 换 热 面 积 ： i i i L d S π= （3）
)(12t t Cp W Q m m i -= （5） 其中质量流量由下式求得： 3600 m m m V W ρ= （6） 式中：m V —冷流体在套管内的平均体积流量，m 3 / h ； m Cp —冷流体的定压比热，kJ / (kg ·℃)； m ρ—冷流体的密度，kg /m 3。 m Cp 和m ρ可根据定性温度t m 查得，2 2 1t t t m += 为冷流体进出口平均温度。t 1，t 2， T 1，T 2， m V 可采取一定的测量手段得到。 三、实验流程和设备主要技术数据 ⒈ 设备主要技术数据见表1 表1 实验装置结构参数 紫铜内管内径d i （mm ） 10.0（列管）；8.0（套管） 紫铜内管外径d o （mm ） 12.0 套管玻璃外管内径D i （mm ） 37.0 套管玻璃外管外径D o （mm ） 43.0 列管玻璃外管内径D i （mm ） 70.0 列管玻璃外管外径D o （mm ） 76.0 测量段（紫铜内管）长度L （m ） 1.20 玻璃转子流量计 型号：LZB —25 泵 型号：WB50/025 ⒉ 实验流程如图1所示。 ⒊ 实验的测量手段 ⑴温度的测量 冷水热水进出口温度采用热电阻温度计测得。套管壁温采用热电偶温度计测量。
实验6 空气对流传热系数的测定 一、实验目的 1.测定空气在圆直管中强制对流时对流传热系数。 2.通过使实验掌握并确定对流传热系数准数关联式中的系数, 3.通过实验提高对准数的理解～并分析影响对流系数的因素～了解强化传热的措施, 4.掌握强制对流传热系数及传热系数的测定方法, 5.了解热电偶和电位差计的使用和仪表测温方法。二、实验原理 1.本实验装置为套管式换热器～空气走管内水蒸汽走管间～两流体在换热器内进行热量 ,t交换～其传热基本方程式:Q=KA m 其中:Q=Wc,t进-t出, p ,t=,T-t进,-,T-t出,/Ln(T-t进)/(T-t出) m 当测取Q、A后便可得到K值。 11b1 ,，，KA,A,A,AOOmii 分析可知蒸汽的对流传热热阻、金属导热热阻都远小于空气对流热阻～则上式可近似写成 11, KA,Aii KA,KA又 KA= iiOO A当传热面积(内管内壁面积)时～由上述内容可得: i Q,,K, ,1, iiA,tim 2.若从实验中通过热过热电偶～测取内管的外壁温度～由于金属管热阻很小可忽略其内
,外壁间的温差～于是也可由牛顿冷却定律(对流传热速率方程)得出:i Q ,2, ,,iA,tim ,t,t,,,tmm(2)式与(1)式比较只是与略有区别～是以壁与空气之间的温度差的平均值。m 从热阻观点看,1,式忽略了蒸汽对流传热热阻和金属管壁导热热阻。而,2,式只忽略了金 ,,属导热热阻～因此用,2,得到的应更好些。如用,1,计算可认为用代替蒸汽温度～ii ,使更接近真实。 i 3、空气在圆直管中强制对流传热时～对流传热系数的准数关联式可写成如下形式: pnNu,cRePr 在一定范围C、P、n内为代定系数～其中在这里为已知系数～被加热时取 n,0.4由实验可测得数据并整理出各准数系列数据。 0.44、准数关联式中把Re与Nu看成相关量～二者成幂函数关系～若用与Re 为对应N/Pur变量～在双对数座标上进行标绘～应得到一条直线～由此可以确定～待定系数p和c值～并进一步确定准数关联式的具体形式。 5、温度测量采用热电偶和温度计。以热电偶测量值用于计算温度～温度计作为监测热电偶用。用电位差计测得热电偶电位差E,热电偶热端即内管外壁处～冷端为冰水混合保温瓶,。 电位与温度的计算关系为: ,3,41.55744，10，1.608，10Ett,-490.852 ,?, ,58.04，10 6、流量测定采用孔板流量计用公式: 2gR,,,,，，R0 V,CA,CS0,,
对流传热系数测定实验 一、实验目的 a）测泄空气在传热管内的对流传热系数，掌握空气在传热管内的对流传热系数的测左方法。 b）把测得的实验数据整理成Nu=BRe n形式的准数方程式，并与教材中相应公式进行比较。 c）通过实验提髙对准数方程式的理解，了解影响传热系数的因素和强化传热的途径。二、实验装置 实验装宜如图1所示,由蒸汽发生器、风机、套管换热器、流量调节阀及不锈钢进、岀口管道、温度测量和流量测量装置等组成。 1.风机F1.旁路阀 2.孔板流量计 3.空气压力变送器 4.蒸汽放空口 5.冷凝液排放口 6.玻璃视镜 7.套管换热器F2.空气流呈:调肖阀F3.蒸汽流疑调石阀 8.加水装置F4.进水阀13.蒸汽发生器T.蒸汽温度b、t2 .空气进、出口温度T wl. T W2.空气出口和进口侧的管壁温度 图1空气•水蒸气传热实验装置示意图 三、对流传热及参数测取 空气从漩涡风机吸入，经孔板流量计计量后进入套管换热器的内管（紫铜管），与来自蒸汽发生器的饱和水蒸汽在套管换热器内进行换热。被空气冷凝下来的冷凝水经冷凝液排放口排入蒸汽发生器的加水装垃。进入套管换热器的空气进、出口温度t】、t2分别由铜一康铜热电偶测出。换热管两端管壁温度TwJ、Tw2同样也分别由埋在内管（紫铜管）外壁上的铜一康铜热电偶测出。蒸汽温度T由蒸汽发生器根据管路内的实际状况实现自动控制，T由热电阻PT200测得。空气流量通过F2、F2的组合调节来改变或通过变频器改变，由孔板流量计测量,并通过压力变送
器测出空气的压力。套管换热器内管（紫铜管）的规格为：020X2 mm, 换热管有效长度为1200mm.待测的空气温度、压力、流星:、管壁温度和蒸汽温度均可在无纸记录仪或计算机上读取。四、原理和方法 在工业生产过程中，一般情况下，均采用间壁式换热方式进行换热。所谓间壁式换热，就是冷、热两种流体分别在固体壁而的两侧流动，两流体不宜接接触，通过固体壁而进行传热。 1.测定总传热系数 K 由于换热器内的冷、热流体的温度和物性是变化的，因而在传热过程中的局部传热温差和局部传热系数都是变化的，但在工程汁算中，在沿程温度和物性变化不是很大的情况下，通常传热系数K和传热温差A/mo均可采用整个换热器上的枳分平均值，因此，对于整个换热器，传热速率方程可写为 Q = K•州•△Go（1） 即： 式中：Q——传热速率，W （瓦）： K --- 空气总传热系数，W/m2/C； 去——换热管外表而积，m2；本实验中A讦0.0754 rr? Ar m0一一换热管两端的对数平均温差，°C。（此时，传热推动力为蒸汽、空气）传热速率Q的计算 Q = W • Cp （t2（3） 式中：W一一空气质量流疑，kg/so Cp——泄性温度下空气的定压比热，kJ/kgZC；本实验中，空气的定性温度等于空气 进、出口温度的算术平均值。 t2一一换热管内空气的进、出口温度，°C。 空气质量流量w的计算 W = Vxp 式中：7一一空气的体积流量，m3/h; p一一孔板处空气密度，kg/m30 其中： APxlOOO
对流给热系数测定实验
一：实验目的： 1)．观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象； 2）．测定空气或水在圆形直管内强制对流给热系数； 3）．测定蒸汽在水平管外冷凝给热系数； 4）．掌握热电阻（偶）测温方法； 5）．掌握计算机自动控制调节流量的方法； 6）．掌握涡轮流量传感器和智能流量积算仪的工作原理和使用方法； 7）．了解电动调节阀、压力传感器和变频器的工作原理和使用方法； 8）．掌握化工原理实验软件库（组态软件MCGS和VB实验数据处理软件系统）的使用。 二：基本原理： 在套管换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以空气或水，水蒸气冷凝放热以加热空气或水，在传热过程达到稳定后，有如下关系式： （1—21） 式中：V被加热流体体积流量，m3/s； ρ被加热流体密度，kg/m3； C P被加热流体平均比热，J/(kg·℃)； α0、αi水蒸气对内管外壁的冷凝给热系数和流体对内管内壁的对流给热系数， W/(m2·℃)； t1、t2被加热流体进、出口温度，℃； A0、A i内管的外壁、内壁的传热面积，m2； (T－T W)m水蒸气与外壁间的对数平均温度差，℃； （1—22）(t w－t)m内壁与流体间的对数平均温度差，℃； （1—23） 式中：T1、T2 蒸汽进、出口温度，℃； T w1、T w2、t w1、t w2 外壁和内壁上进、出口温度，℃。 当内管材料导热性能很好，即λ值很大，且管壁厚度很薄时，可认为T w1＝t w1，T w2＝t w2，即为所测得的该点的壁温。
由式（1—23）可得： （1— 24）（1—25） 若能测得被加热流体的V、t1、t2，内管的换热面积A0或A i，以及水蒸气温度T，壁温T w1、T w2，则可通过式（1 —24）算得实测的水蒸气（平均）冷凝给热系数α0；通过式（1 —25）算得实测的流体在管内的（平均）对流给热系数αi。 在水平管外，蒸汽冷凝给热系数（膜状冷凝），可由下列半经验公式求得： （1—26） 式中：α0蒸汽在水平管外的冷凝给热系数，W/(m2·℃)； λ水的导热系数，W/(m2·℃)； g 重力加速度，9.81m/s2； ρ水的密度，kg/m3； r 饱和蒸汽的冷凝潜热，J/kg； μ水的粘度，N·s/m2； d0内管外径，m； ∆t 蒸汽的饱和温度t s和壁温t w之差，℃。 上式中，定性温度除冷凝潜热为蒸汽饱和温度外，其余均取液膜温度，即t m = (t s + t w) / 2，其中：t w = (T w1 + T w2) / 2。 流体在直管内强制对流时的给热系数，可按下列半经验公式求得： 湍流时： （1—27）式中：αi流体在直管内强制对流时的给热系数，W/(m2·℃)； λ流体的导热系数，W/(m2·℃)； d i内管内径，m； Re 流体在管内的雷诺数，无因次； Pr 流体的普朗特数，无因次。
. . .. . . 浙江大学 化学实验报告 课程名称：过程工程原理实验甲 实验名称：对流传热系数的测定指导教师： 专业班级： 姓名： 学号： 同组学生： 实验日期： 实验地点：
目录 一、实验目的和要求 (2) 二、实验流程与装置 (2) 三、实验容和原理 (2) 1.间壁式传热基本原理 (2) 2.空气流量的测定 (2) 3.空气在传热管对流传热系数的测定 (2) 3.1牛顿冷却定律法 (2) 3.2近似法 (2) 3.3简易Wilson图解法 (2) 4.拟合实验准数方程式 (2) 5.传热准数经验式 (2) 四、操作方法与实验步骤 (2) 五、实验数据处理 (2) 1.原始数据： (2) 2.数据处理 (2) 六、实验结果 (2) 七、实验思考 (2)
一、实验目的和要求 1）掌握空气在传热管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形式的准数方程，并与教材中公认 经验式进行比较； 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。 二、实验流程与装置 本实验流程图（横管）如下图1所示，实验装置由蒸汽发生器、孔板流量计、变频器、套管换热器（强化管和普通管）及温度传感器、只能显 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择，三者 必学统一。