墙体保温材料传热系数分析
墙体保温材料传热系数分析
摘要：墙体保温材质直接决定了墙体的保温效果。笔者以分别采用发泡聚苯乙烯，挤塑聚苯乙烯和聚氨酯泡沫作为保温材料的外墙保温结构为例，分析了不同保温结构的传热系数。
关键词: 学习模型保温材料系数探讨分析结果
中图分类号：{TE867} 文献标识码：A 文章编号：
1 瞬态热湿耦合传递的数学模型
假设墙体内的瞬态传热传湿为一维，沿墙体厚度方向，由能量守恒和质量守恒定律可得［11］
:式中ρ为材料的密度，kg /m3 ; cp为定压比热，J / ( kg?K) ; λ为导热系数，W/ ( m?K) ; hlv为蒸发潜热，J /kg; δp为材料的水蒸汽扩散系数，kg / ( m?s?Pa) ; T为温度，K; φ为相对湿度，% ; ps为饱和水蒸汽分压力，Pa; w 为含湿量，kg /m3 ; Dφ
为液体传导系数，kg /(m?s) 。
式中，α0和αN分别为墙体内表面与室内环境、墙体外表面与室外环境的对流换热系数，W/ ( m2?K) ;βP0，βPN分别为墙体内表面与室内环境、墙体外表面与室外环境的对流传湿系数，s /m; λ0和λN分别为墙体内表面材料层、外表面材料层的导热系数，W/ ( m?K) ; 下标in 和out 分别为室内环境和室外环境。
初始条件:
由上述方程求出墙内的温度场和湿度场，若室内侧壁面x = 0，
则通过墙体进入室内的热流密度为:
2 材料物性
2. 1 保温材料的导热系数
宏观上保温材料的导热系数与下列因素相关:保温材料的密度、温度、湿度、使用年限。因此保温材料的导热系数可表示为下列形式［12］:式中，λref，dry
(ρ) 干燥材料在参考温度下的导热系数，与材料密度有如下关系［12］:对于XPS 和PU 而言，式( 12) 中b = 0，c = 0fT为温度转换系数，1 /K; fm为湿度转换系数; fa为老化系数。
2. 2 保温材料的水蒸汽扩散系数
保温材料的水蒸汽扩散系数表征了水蒸气在材料中的传输能力，可表示为
其中，μ为干燥材料的水蒸汽扩散阻力系数，无因次; δ为空气中水蒸汽扩散系数，由空气温度和空气压力确定［11］:
2. 3 保温材料的液体传导系数
保温材料的液体传导系数表征了多孔材料中液体传输能力，可表示为［11］:
其中μ* ( φ) 为材料吸湿后的水蒸汽扩散阻力系数，无因次。
3 控制方程的求解
采用内节点法对厚度为H 的墙体进行区间［0，H］内的网格划分，距离步长为dx，如图1 所示，m，1，2，3，4…n，e 分别为第m 个，第1 个，第2 个…第n个，第e 个节点; 取［0，x1］为0. 5dx，［xn，xe］为0. 5dx。
图1 墙体的网格划分示意图
将式( 1) 和( 2) 右边的二阶偏导展开，通过相似分析，忽略量级较小的项，分别对时间步长和距离步长积分并展开; 对于式
( 3) ～ ( 6) 的边界条件，采用补充边界节点代数方程的方法; 对于多层墙体结构层与层之间的边界处理，采用界面上热流密度连续的原则求出层间界面上的温度和湿度。数值模拟过程如图2 所示。
图2 数值计算流程图
4 数值计算结果及讨论
4. 1 墙体结构及材料物性参数
以EPS、XPS 和PU 等三种常用保温材料为例分别进行热阻蜕变对墙体传热系数的影响计算。墙体结构如图3，各组成层计算的基本参数列于表1［13-15］。其中EPS、XPS 和PU 的热阻蜕变由热阻衰减曲线［14］( 图4 和图5) 拟合出式(11) 中的参数fa，文献［14］定义的材料热阻保留率为λref，dry /λ。石膏板、混凝土砖、石灰砂浆的厚度分别为: δ1 = 10mm，
δ2 = 240mm，δ4 = 10mm。
图3 墙体结构各组成层
图4 PU 热阻值衰减曲线［14］
表1 墙体各层材料基本物性参数［13-15］
设墙体的设计传热系数U = 0. 5W/ ( m2?K) ，室内外与墙表面对流换热系数分别取: α0 = 6. 77W/( m2?K) ，αN = 23. 92W/ ( m2?K) 。根据墙体传热系数稳态计算公式:
可得相应的保温材料的厚度分别为δ3，EPS = 54mm、δ3，XPS
= 39mm、δ3，PU = 38mm。
4. 2 计算结果及分析
采用上海典型气象年数据［16］，室外气象参数包括室外逐时温度、相对湿度和各朝向太阳辐射强度。室内空气温度26℃、相对湿度为50%。初始条件设
图6 采用不同外保温墙体，在第1 年的瞬态热流密度
图7 采用不同外保温墙体在第2 年的瞬态热流密度
图8 采用不同保温材料墙体年平均传热系数蜕变
图6 和图7 分别是计算开始第1 年和第2 年6月15 日～ 9 月15 日通过墙体的瞬态热流密度。比较图6 和图7 可以看出，采用EPS 作为保温材料的墙体热流密度在第2 年有明显增加，这是由于EPS的热阻在吸湿后衰减迅速。
图8 为墙体的年平均传热系数曲线，可以看出，采用PU 和XPS 的外墙保温结构在使用20 年后的传热系数有不同程度增加，其中采用XPS 的外墙保温结构的传热系数增加相对最小，其次是PU，EPS
增加较大。在参考温度和干燥情况下，PU 的导热性能优于XPS，但由于PU 材料的亲水性分子结构，PU 的导热系数受温度和湿度的影响比XPS 要大。这点由两种材料的物性参数可以看出，PU 的湿扩散阻力系数为88. 93，而XPS 的湿扩散阻力系数为170. 56。因此，PU 比XPS 更易吸湿; 同时PU 和XPS 的湿度转换系数分别为6 和2. 5，相对而言湿度对PU 的影响比对XPS 的影响要大。周期性的温湿度循环使得PU 在长期使用后的热阻值衰减较XPS 明显。在参考温度和干燥情况下EPS 的导热系数大于PU 和XPS，而其密度小于PU 和XPS，湿扩散阻力系数较小( 73. 01) ，尽管EPS 的湿度转换系数介于PU 和XPS 之间，但式( 11) 中exp［fmw / ρ］fa项的几个参数共同作用，其结构的物理性质使得其在长期使用后热阻值衰减较大，从而造成采用EPS 的墙体在20 年后传热系数增加较多。
5 结论
本文基于耦合热湿传递模型及保温材料的热阻蜕变测试数据，提出了长期热湿循环条件下外保温墙体传热系数的预测方法。通过编程
对外保温墙体的热湿过程进行了数值模拟，在模型中考虑了保温材料的物性蜕变。以EPS、XPS 和PU 三种保温材料分别用于外保温墙体为例预测了墙体在20 年实际气候环境中的传热系数变化。通过以上研究得出以下结论:
(1) 在建筑设计的初始阶段，选取保温层的厚度时，通常以保温材料在实验室环境下测定的导热系数为计算依据，不考虑实际气候下周期循环的热湿耦合环境对保温材料导热系数的蜕变影响。本文的计算分析表明，采用不同性质保温材料的外墙保温结构在长期使用后，其传热系数有不同程度增加，因此，外墙保温结构在长期使用后的实际传热量将大于设计计算的传热量。
(2) 在三种保温材料衰减特性数据下，对比PU和EPS 保温材料，XPS 保温的热阻稳定性表现出了长久的保温优势，在外墙保温结构中采用XPS 比PU 保温和EPS 保温具有突出的节能效果。
------------最新【精品】范文
第四章循环流化床锅炉炉内传热计算 循环流化床锅炉炉膛中的传热是一个复杂的过程，传热系数的计算精度直接影响了受热面设计时的布置数量，从而影响锅炉的实际出力、蒸汽参数和燃烧温度。正确计算燃烧室受热面传热系数是循环流化床锅炉设计的关键之一，也是区别于煤粉炉的重要方面。 随着循环流化床燃烧技术的日益成熟，有关循环流化床锅炉的炉膛传热计算思想和方法的研究也在迅速发展。许多著名的循环流化床制造公司和研究部门在此方面也做了大量的工作，有的已经形成商业化产品使用的设计导则。 但由于技术保密的原因，目前国内外还没有公开的可以用于工程使用的循环流化床锅炉炉膛传热计算方法，因此对它的研究具有重要的学术价值和实践意义。 清华大学对CFB锅炉炉膛传热作了深入的研究，长江动力公司、华中理工大学、浙江大学等单位也对CFB锅炉炉膛中的传热过程进行了有益的探索。根据已公开发表的文献报导，考虑工程上的方便和可行，本章根椐清华大学提出的方法，进一步分析整理，作为我们研究的基础。为了了解CFB锅炉传热计算发展过程，也参看了巴苏的传热理论和计算方法，浙江大学和华中理工大学的传热计算与巴苏的相近似。 4.1 清华的传热理论及计算方法 4.1.1 循环流化床传热分析 CFB锅炉与煤粉锅炉的显著不同是CFB锅炉中的物料(包括煤灰、脱硫添加剂等)浓度C p 大大高于煤粉炉，而且炉内各处的浓度也不一样，它对炉内传热起着重要作用。为此首先需要计算出炉膛出口处的物料浓度C p，此处浓度可由外循环倍率求出。而炉膛不同高度的物料浓度则由内循环流率决定，它沿炉膛高度是逐渐变化的，底部高、上部低。近壁区贴壁下降流的温度比中心区温度低的趋势，使边壁下降流减少了辐射换热系数；水平截面方向上的横向搅混形成良好的近壁区物料与中心区物料的质交换，同时近壁区与中心区的对流和辐射的热交换使截面方向的温度趋于一致，综合作用的结果近壁区物料向壁面的辐射加强，总辐射换热系数明显提高。在计算水冷壁、双面水冷壁、屏式过热器和屏式再热器时需采用不同的计算式。物料浓度C p对辐射传热和对流传热都有显著影响。燃烧室的平均温度是床对受热面换热系数的另一个重要影响因素。床温的升高增加了烟气辐射换热并提高烟气的导热系数。虽然粒径的减小会提高颗粒对受热面的对流换热系数，在循环流化床锅炉条件下，燃烧室内部的物料颗粒粒径变化较小，在较小范围内的粒径变化时换热系数的变化不大，在进行满负荷传热计算时可以忽略，但在低负荷传热计算时，应该考虑小的颗粒有提高传热系数的能力。 炉内受热面的结构尺寸，如鳍片的净宽度、厚度等，对平均换热系数的影响也是非常明显的。鳍片宽度对物料颗粒的团聚产生影响；另一方面，宽度与扩展受热面的利用系数有关。根
附录围护结构保温材料选用及热工性能指标 附录A 屋面保温材料选用及热工性能参数 A.0.1屋面保温材料主要性能指标应符合表A.0.1的要求 表A.0.1屋面保温材料的主要性能指标 A.0.2正置式屋面的保温材料、厚度及热工性能按表A.0.2-1、表A.0.2-2确定
A.0.3倒置式屋面的保温材料、厚度及热工性能按表A.0.3-1、表A.0.3-2确定 注：倒置式屋面保温层的设计厚度按计算厚度增加25%；
A.0.4倒置式屋面采用B1级保温材料时，应按住宅单元设置防火隔断墙，防火隔断墙为厚度不小于100 mm 的不燃烧体，应从屋面板砌至高出屋面完成面不小于250mm ；防火隔断墙可利用住宅单元分隔墙延伸至屋面以上，高度不小于250mm ；防火隔断墙之间的屋顶面积不应大于300㎡，当屋面面积大于300㎡时，应增设一道防火隔断墙；防火隔断墙的泛水构造应符合屋面防水技术规范要求。 图A.0.4 屋面防火隔断墙示意图
附录B 外墙保温材料选用及热工性能参数 B.0.1 保温材料主要性能指标应符合表B.0.1的要求 表B.0.1外墙内保温材料的主要性能指标 能参数取自上海市地方标准《保温装饰复合板墙体保温系统应用技术规程》DG/TJ08-2122-2013表B.0.5 B.0.2全装修房外墙内保温的装饰面层由装修设计确定，内保温的构造组成应符合表B.0.2的规定， 2、保温材料采用硬泡聚氨酯时，应采用板材或硬泡聚氨酯龙骨固定内保温系统 3、岩棉、硬泡聚氨酯龙骨固定内保温系统的基本构造详见《外墙内保温工程技术规程》JGJ/T261-2011表6.6.1，并应符合《外墙内保温工程技术规程》JGJ/T261-2011第6.6节的规定。
导热系数、传热系数、热阻值概念及热工计算方法 导热系数λ[W/(m.k)]： 导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度(K,℃),在1小时内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米?度(W/m?K,此处的K可用℃代替)。导热系数可通过保温材料的检测报告中获得或通过热阻计算。 传热系数K [W/(㎡?K)]： 传热系数以往称总传热系数。国家现行标准规范统一定名为传热系数。传热系数K值，是指在稳定传热条件下，围护结构两侧空气温差为1度(K，℃)，1小时内通过1平方米面积传递的热量，单位是瓦/平方米?度(W/㎡?K，此处K可用℃代替)。传热系数可通过保温材料的检测报告中获得。 热阻值R(m.k/w)： 热阻指的是当有热量在物体上传输时，在物体两端温度差与热源的功率之间的比值。单位为开尔文每瓦特（K/W）或摄氏度每瓦特（℃/W）。 传热阻： 传热阻以往称总热阻，现统一定名为传热阻。传热阻R0是传热系数K的倒数，即R0=1/K，单位是平方米*度/瓦（㎡*K/W）围护结构的传热系数K值愈小，或传热阻R0值愈大，保温性能愈好。 （节能）热工计算： 1、围护结构热阻的计算 单层结构热阻：R=δ/λ 式中：δ—材料层厚度(m)；λ—材料导热系数[W/(m.k)] 多层结构热阻： R=R1+R2+----Rn=δ1/λ1+δ2/λ2+----+δn/λn 式中: R1、R2、---Rn—各层材料热阻(m.k/w) δ1、δ2、---δn—各层材料厚度(m) λ1、λ2、---λn—各层材料导热系数[W/(m.k)] 2、围护结构的传热阻 R0=Ri+R+Re 式中: Ri —内表面换热阻(m.k/w)(一般取0.11) Re —外表面换热阻(m.k/w)(一般取0.04) R —围护结构热阻(m.k/w) 3、围护结构传热系数计算 K=1/ R0 式中: R0—围护结构传热阻 外墙受周边热桥影响条件下，其平均传热系数的计算 Km=(KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+ Kb3Fb3 )/( Fp + Fb1+Fb2+Fb3) 式中:Km—外墙的平均传热系数[W/(m.k)] Kp—外墙主体部位传热系数[W/(m.k)]
实验三 传热系数K 和给热系数α的测定 一、 实验目的 1. 了解间壁式传热元件和给热系数测定的实验组织方法； 2. 学会给热系数测定的试验数据处理方法； 3. 了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。 二、实验原理 在工业生产中，间壁式换热器是经常使用的换热设备。热流体借助于传热壁面，将热量传递给冷热体，以满足生产工艺的要求。影响换热器传热速率的参数有传热面积、平均温度差和传热系数三要素。为了合理选用或设计换热器，应对其性能有充分的了解。除了查阅文献外，换热器性能实测是重要的途径之一。传热系数是度量换热器性能的重要指标。为了提高能量的利用率，提高换热器的传热系数以强化传热过程，在生产实践中是经常遇到的问题。 在热流体对固体壁面的对流给热，固体壁面的热传导和固体对冷流体的对流给热三个传热过程中，所涉及的热量衡算为： 1212() ()()()h h w c c w m w w Q KA T t Q A T t Q A t t A Q t t ααλδ =-=-=-= - 1122111w w w w h h m c c T t t t t t T t Q A A A KA δαλα----= === 1 h h m c c K A A A A A A δαλα= ++ 在所考虑的这个传热过程忠，所涉及的参数共有13个，采用因次分析方法 ：π=13-4=9 个无因次数群。 该方法的基本处理过程是将研究的对象分解成两个或多个子过程 。即： 12(,)K f αα≈ 分别对α1、α2进行研究： 1111111(,,,,,)p f d u c αρμλ= 无因次处理得：
各种保温材料的传热系数
各种保温材料的传热系数（耐火材料） 1999、12、02（制表）序号材质 1 轻质粘土砖 平均温度350±25℃ 牌号NG1.5 NG1.3a NG1.3b NG1.0 NG0.9 NG0.8 NG0.7 NG0.6 NG0.5 NG0.4 传热系数(w/m·k) 0.7 0.6 0.6 0.5 0.4 0.35 0.35 0.25 0.25 0.20 2 轻质高铝砖牌号LG1.0 LG0.9 LG0.8 LG0.7 LG0.6 LG0.5 LG0.4 传热系数(w/m·k) 0.5 0.45 0.35 0.35 0.30 0.25 0.20 3 硅藻土隔热砖 平均温度300±10℃ 牌号GG0.7a GG0.7b GG0.6 GG0.5a GG0.5b GG0.4 传热系数(w/m·k) 0.20 0.21 0.17 0.15 0.16 0.13 4 膨胀珍珠岩绝热制品 250±5℃ 牌号200 250 300 350 级别优合格优合格优合格优合格 传热系数(w/m·k) 0.056 0.060 0.064 0.068 0.072 0.076 0.080 0.087 5 中间包硅质绝热板 1000℃ 牌号体密1.3 传热系数(w/m·k) 0.45 6 普通硅酸铝耐火纤维 制品,600℃ 牌号 容重 160 传热系数(w/m·k) 0.12
几种保温材料的导热系数 （2000、02、12） 导热系数W/m?k 平均温度℃ 硅酸镁铝岩棉硅酸铝硅酸钙复合硅酸盐涂料复合硅酸毡205 0.046 0.063 0.055 0.062 0.09 / 350 0.082 0.135 0.089 0.087 0.114 / 602 0.097 / 0.116 0.180 0.186 / 硅酸镁铝与岩棉 （2000、02、12）
建筑材料热物理性能计算参数 顺序材料名称表观密度ρ （kg/m3） 导热系数λ [W/（m·K）] 比热容c [kJ/（kg·K）] 1 混凝土2400 1.50 1.00 2 钢筋混凝土2500 1.74 1.05 3 陶粒混凝土1500 0.77 1.05 4 加气混凝土600 0.21 0.84 5 水泥砂浆1800 0.93 1.05 6 混合砂浆1700 0.8 7 1.05 7 砖砌体1800 0.81 0.88 8 钢材7850 58.00 0.48 9 木材550 0.17 2.51 10 陶粒500 0.21 0.84 11 膨胀珍珠岩250 0.04 0.84 12 水泥珍珠岩制品400 0.07 0.84 13 蛭石制品500 0.14 0.66 14 泡沫水泥400 0.088 0.84 15 矿棉100 0.035 0.75 16 矿棉板100 0.04 0.75 17 岩棉板150 0.04 0.75 18 岩棉毡100 0.04 0.75 19 聚苯乙烯板30 0.038 1.47 20 聚氨酯泡沫塑料50 0.025 1.46 21 聚乙烯泡沫塑料100 0.047 1.38 22 钙塑120 0.049 1.59 23 软木板200 0.065 2.10 24 木丝板500 0.084 2.51 25 锯末250 0.09 2.51 26 草帘120 0.06 1.46 27 稻草垫120 0.06 1.51 28 麦桔笆320 0.09 1.51 29 芦苇板350 0.14 1.67 30 毛毡150 0.06 1.88 31 石油沥青1400 0.27 1.68 32 沥青油毡600 0.17 1.47 33 帆布1500 0.23 1.47 34 石棉水泥板1900 0.35 0.84 35 粘土2000 0.93 0.84 36 炉渣1000 0.29 0.75 37 粉煤灰1000 0.23 0.92 38 砂1600 0.87 0.84 39 石子1800 1.16 0.84 40 水1000 0.58 4.19 41 冰900 2.33 2.14 42 雪300 0.23 2.14
传热系数计算 散热器是一种热交换器～其热工计算的基本公式为传热方程式～其表达式为: Ф=KAΔt ,6,1, m Ф为传热量单位:W 2K为传热系数单位:W/(m〃?) A 为传热面积单位:? Δt为冷热流体间的对数平均温差单位:? m,,,从《车辆冷却传热》上可知～以散热器空气侧表面为计算基础～散热器传热系数 计算公式为: -1K=(β/h+(β×λ) +(1/η×h)+ R) ,6,2, 1管02f 式中:β为肋化系数～其等于空气侧所有表面积之和/水侧换热面积 2h为水侧表面传热系数单位:W/(m〃?) 12h为空气侧表面传热系数单位:W/(m〃?)2 2λ为散热管材料导热系数单位:W/(m〃?) 管2R为散热器水侧和空气侧的总热阻单位:,m〃?),W f η为肋壁总效率～其表达式为: 0 η=1,(×,1,η,),A ,6,3, f20 A为空气侧二次换热面积～单位:? 22 A为空气侧所有表面积之和～单位:? 2 η为肋片效率 f η,th(m×h)/ (m×h) ,6,4, fff th为双曲线函数 h为散热带的特性尺寸～即散热管一侧的肋片高度 f m为散热带参数～表达式为: 0.5 m=((2×h)/(δ×λ)),6,5, 2222h为空气侧传热系数单位:W/(m〃?) 2 δ为散热带壁厚单位:m 22λ为散热带材料导热系数单位:W/(m〃?) 2
从《传热学》上可知～表面传热系数h的公式为: 2 h= Nu×/de 单位:W/(m 〃?) ,6,6, λ为流体的热导率～对散热器～即为空气热导率 de为换热面的特性尺度～对散热器～求气侧换热系数时～因空气外 掠散热管～故特性尺度为散热管外壁的当量直径, 单位m [2]由《传热学》中外掠管束换热实验知,流体横掠管束时～对其第一排管子来说～换热情况与横掠但管相仿。 Nu=C×Re (6,7) m[3]式中C、为常数～数值见《传热学》表5.2 Re=Va×de/νa ,6,8, Va 为空气流速单位m/s 2νa为空气运动粘度单位m/s
保温材料的导热系数 导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度(K,°C),在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米·度(W/m·K,此处的K可用℃代替)。导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。 金属导热系数表（W/mK) 热传导系数的定义为：每单位长度、每K，可以传送多少W的能量，单位为W/mK。其中“W”指热功率单位，“m”代表长度单位米，而“K”为绝对温度单位。该数值越大说明导热性能越好。以下是几种常见金属的热传导系数表： 银429 铜401 金317 铝237 铁80 锡67 铅34.8 各种物质导热系数！ material conductivity K (W/m.K) diamond 钻石2300 silver 银429
cooper 铜401 gold 金317 aluminum 铝237 各物质的导热系数 物质温度导热系数物质温度导热系数亚麻布50 0.09 落叶松木0 0.13 木屑50 0.05 普通松木45 0.08～0.11 海砂20 0.03 杨木100 0.1 研碎软木20 0.04 胶合板0 0.125 压缩软木20 0.07 纤维素0 0.46 聚苯乙烯100 0.08 丝20 0.04～0.05 硫化橡胶50 0.22～0.29 炉渣50 0.84 镍铝锰合金0 32.7 硬质胶25 0.18 青铜30 32～153 白桦木30 0.15 殷钢30 11 橡木20 0.17 康铜30 20.9 雪松0 0.095 黄铜20 70～183 柏木20 0.1 镍铬合金20 12.3～171 普通冕玻璃20 1 石棉0 0.16～0.37 石英玻璃4 1.46 纸12 0.06～0.13 燧石玻璃32 0.795 皮棉 4.1 0.03 重燧石玻璃12.5 0.78 矿渣棉0 0.05～0.14 精制玻璃12 0.9 毡0.04 汽油12 0.11
精心整理 玻璃结构膜层位置厚度 Mm 传热系数 W/m2K 遮阳系数Ht Gain W/m2 单层玻璃 6mmC 无 5.8 5.818 0.92 630 10mmC 无9.9 5.68 0.91 612 12mmC 无12.1 5.604 0.87 570 夹层玻璃 3mmC+0.38PVB+3mmC 无 6.1 5.727 0.91 610 5mmC+0.76PVB+5mmC 无10.1 5.58 0.86 579 5mmC+0.76PVB+6mmC 无11.3 3.54 0.74 489 普通中空 6mmC+6A+6mmC 无17.9 3.109 0.829 548 6mmC+6Ar+6mmC 无17.9 2.842 0.830 547 6mmC+9A+6mmC 无20.9 2.835 0.830 547 6mmC+9Ar+6mmC 无20.9 2.624 0.831 546 6mmC+12A+6mmC 无24.0 2.700 0.831 545 6mmC+16A+6mmC 无27.9 2.691 0.831 545 6mmC+12Ar+6mmC 无24.0 2.532 0.831 545 6mmC+16Ar+6mmC 无27.9 2.547 0.831 545 12mmC+12Ar+12mmc 无36.3 2.450 0.830 482 双中空玻璃 6mmC+6A+6mmC+6A+6mmC 无29.9 2.142 0.730 478 6mmC+6Ar+6mmC+6Ar+6mmC 无29.9 1.902 0.731 478 6mmC+9A+6mmC+9A+6mmC 无35.9 1.893 0.731 478 6mmC+9Ar+6mmC+9Ar+6mmC无35.9 1.7120.732477 6mmC+12Ar+6mmC+12Ar+6mmC无41.9 1.6130.732477单Low-E中空玻璃 6mmC+6A+6mmL0.16 3 17.9 2.516 0.771 506 6mmC+6Ar+6mmL0.16 3 17.9 2.082 0.777 507 6mmC+9A+6mmL0.16 3 20.9 2.084 0.777 507 6mmC+9Ar+6mmL0.16 3 20.9 1.731 0.782 507 6mmC+12A+6mmL0.16 3 24.0 1.890 0.780 507 6mmC+12Ar+6mmL0.16324.0 1.6160.785508 6mmC+12Ar+6mmL0.027 3 23.9 1.329 0.538 349 6mmC+12Ar+6mmL0.027 2 23.9 1.329 0.420 279 6mmC+12Ar+6mmL0.16 2 24.0 1.616 0.723 469 6mmC+16A+6mmL0.16 3 27.9 1.920 0.784 508 6mmC+16Ar+6mmL0.16 2 27.9 1.685 0.723 467 6mmC+16Ar+6mmL0.16327.9 1.6850.787508双Low-E中空玻璃
导热系数的影响因素 1、温度 温度对各类绝热材料导热系数均有直接影响，温度提高，材料导热系数上升。 2、含湿率 所有的保温材料都具有多孔结构，容易吸湿。当含湿率大于5%~10%，材料吸湿后湿分占据了原被空气充满的部分气孔空间，引起其有效导热系数明显升高。 3、容重（单位容积内物体的重量） 容重是材料气孔率的直接反映，由于气相的导热系数 ．．．．． ．．固相导热系 ．．．．．．．通常均 ．．．小于 数．，所以保温材料都具有很大的气孔率即很小的容重。一般情况下，增大气孔率或减少容重都将导致导热系数的下降。 4、松散材料的粒度 常温时，松散材料的导热系数随着材料粒度减小而降低，粒度大时，颗粒之间的空隙尺寸增大，其间空气的导热系数必然增大。粒度小者，导热系数的温度系数小。 5、热流方向 导热系数与热流方向的关系，仅仅存在于各向异性的材料中，即在各个方向 时要好 的要好 气孔质材料又进一步分成固体物质中有气泡和固体粒子相互轻微接触两种。纤维质材料从排列状态看，分为方向与热流向垂直和纤维方向与热流向平行两种情况。一般情况下纤维保温材料的纤维排列是后者或接近后者，同样密度条件下，其导热系数要比其它形态的多孔质保温材料的导热系数小得多。 6、填充气体的影响 绝热材料中，大部分热量是从孔隙中的气体传导的。因此，绝热材料的热导率在很大程度上决定于填充气体的种类。低温工程中如果填充氦气或氢气，可作为一级近似，认为绝热材料的热导率与这些气体的热导率相当，因为氦气和氢气的热导率都比较大。
7、比热容 绝热材料的比热容对于计算绝热结构在冷却与加热时所需要冷量（或热量）有关。在低温下，所有固体的比热容变化都很大。 在常温常压下，空气的质量不超过绝热材料的5%，但随着温度的下降，气体所占的比重越来越大。因此，在计算常压下工作的绝热材料时，应当考虑这一因素。 8、线膨胀系数 计算绝热结构在降温（或升温）过程中的牢固性及稳定性时，需要知道绝热材料的线膨胀系数。如果绝热材料的线膨胀系数越小，则绝热结构在使用过程中受热胀冷缩影响而损坏的可能性就越小。大多数绝热材料的线膨胀系数值随温度下降下降而显著下降。
常用保温材料的导热系数与蓄热系数计算取值表 什么样的保温材料耐高温绝热保温性能好 1，绝热保温材料概述
根据设备及管道保温技术通则，绝热材料是指在平均温度等于或小于623K（350摄氏度）时，热导率小于0.14W/（m*K）的材料。绝热材料通常具有质轻、疏松、多孔、导热系数小的特点。一般用来防止热力设备及管道热量散失，或者在冷冻（也称普冷）和低温（也称深冷）下使用，因而在我国绝热材料又称为保温或保冷材料。同时，由于绝热材料的多孔或纤维状结构具有良好的吸声功能，因而也被广泛应用于建筑行业。 1.1分类方法 绝热材料种类繁多，一般可按材质、使用温度、形态和结构来分类。 按材质可分为有机绝热材料、无机绝热材料和金属绝热材料三类。 热力设备及管道用的保温材料多为无机绝热材料。这类材料具有不腐烂、不燃烧、耐高温等特点。例如：石棉、硅藻土、珍珠岩、玻璃纤维、泡沫玻璃混凝土、硅酸钙等。 普冷下的保冷材料多用有机绝热材料，这类材料具有极小的导热系数、耐低温、易燃等特点。例如：聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、氨酯泡沫塑料、软木等。 按形态又可分为多孔状绝热泪盈眶材料、纤维状绝热泪盈眶材料、粉末状绝热和层状绝热材料四种。多孔状绝热材料又叫泡沫绝热材料，具有质量轻、绝热性能好、弹性好、尺寸稳定、耐稳性差等特点。主要有泡沫塑料、泡沫玻璃、泡沫橡胶、硅酸钙、轻质耐火材料等。纤维状绝热材料可按材质分为有机纤维、无机纤维、金属纤维和复合纤维等。在工业上用作绝热泪盈眶材料的主要是无机纤维，目前用得最广的纤维是石棉、岩棉、玻璃棉、硅酸铝陶瓷纤维、晶质氧化铝纤维等。粉末状绝热材料主要有硅藻土、膨胀珍珠岩及其制品。这些材料的原料来源丰富，价格便宜，是建筑和热工设备上应用较广的高效绝热材料。 1.2性能指标和一般选用原则 (1)导热系数:作为绝热泪盈眶材料,导热系数应越小越好,一般应选用导热系数小于 0.14W/m*K，作为保冷的绝热材料，对导热系数的要求更高。
实验五 传热实验 一、 实验目的 1. 了解换热器的结构及用途。 2. 学习换热器的操作方法。 3. 了解传热系数的测定方法。 4. 测定所给换热器的传热系数K 。 5. 学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程，并实验之。 二、 实验原理 根据传热方程m t KA Q ?=，只要测得传热速度Q 、有关各温度和传热面积，即可算出传热系数K 。在该实验中，利用加热空气和自来水通过列管式换热器来测定K ，只要测出空气的进出口温度、自来水的进出口温度以及水和空气的流量即可。 在工作过程中，如不考虑热量损失，则加热空气放出的热量Q 1与自来水得到热量 Q 2应相等，但实际上因热量损失的存在，此两热量不等，实验中以Q 2为准。 三、 实验流程及设备 四、 实验步骤及操作要领 1.开启冷水进口阀、气源开关，并将空气流量调至合适位置，然后开启空气加热电源开关 2.当空气进口温度达到某值（加120℃）并稳定后，改变空气流量，测定不同换热条件下的传热系数； 3.试验结束后，先关闭电加热器开关。待空气进口温度接近室温后，关闭空气和冷水的流量阀，最后关闭气源开关；
五、 实验数据 1.有关常数 换热面积：0.4m 2 2.实验数据记录表 以序号1为例： 查相关数据可知：18.8℃水的密度3 48.998m kg =ρ 20℃水的比热容()C kg kJ C p 。?=185.4 空气流量：s m Q 3004.0360016==气 水流量：s kg Q W 022 .03600/48.99810803-=??=?=ρ水水 水的算数平均温度：C t t t 。出入平均3.212246.182=+=+= 传热速率：s J Q t t W C p 437.5016.18-24022.041851 2=??=??= ）（）（水
导热率K是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热能力，又称为热导率，单位为W/mK。这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟材料本身的成分有关系。不同成分的导热率差异较大，导致由不同成分构成的物料的导热率差异较大。单粒物料的导热性能好于堆积物料。 稳态导热：导入物体的热流量等于导出物体的热流量，物体内部各点温度不随时间而变化的导热过程。 非稳态导热：导入和导出物体的热流量不相等，物体内任意一点的温度和热含量随时间而变化的导热过程，也称为瞬态导热过程。 导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K,°C）,在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，用λ表示，单位为瓦/米·度 导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。 通常把导热系数较低的材料称为保温材料(我国国家标准规定，凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于0.12W/(m·K)的材料称为保温材料），而把导热系数在0.05瓦/米摄氏度以下的材料称为高效保温材料。 导热系数高的物质有优良的导热性能。在热流密度和厚度相同时，物质高温侧壁面与低温侧壁面间的温度差，随导热系数增大而减小。锅炉炉管在未结水垢时，由于钢的导热系数高，钢管的内外壁温差不大。而钢管内壁温度又与管中水温接近，因此，管壁温度（内外壁温度平均值）不会很高。但当炉管内壁结水垢时，由于水垢的导热系数很小，水垢内外侧温差随水垢厚度增大而迅速增大，从而把管壁金属温度迅速抬高。当水垢厚度达到相当大（一般为1~3毫米）后，会使炉管管壁温度超过允许值，造成炉管过热损坏。对锅炉炉墙及管道的保温材料来讲，则要求导热系数越低越好。一般常把导热系数小于0。8x10的3次方瓦/（米时·摄氏度）的材料称为保温材料。例如石棉、珍珠岩等填缝导热材料有:导热硅脂、导热云母片、导热陶瓷片、导热矽胶片、导热双面胶等。主要作用是填充发热功率器件与散热片之间的缝隙，通常看似很平的两个面,其实接触面积不到40%,又因为空气是不良导热体，导热系数仅有0.03w/m.k,填充缝隙就是用导热材料填充缝隙间的空气. 傅力叶方程式： Q=KA△T/d, R=A△T/Q Q: 热量，W K: 导热率，W/mk A：接触面积 d: 热量传递距离△T：温度差 R: 热阻值 将上面两个公式合并，可以得到 K=d/R。因为K值是不变的，可以看得出热阻R值，同材料厚度d是成正比的。也就说材料越厚，热阻越大。 但如果仔细看一些导热材料的资料，会发现很多导热材料的热阻值R，同厚度d并不是完全成正比关系。这是因为导热材料大都不是单一成分组成，相应会有非线性变化。厚度增加，热阻值一定会增大，但不一定是完全成正比的线性关系，可能是更陡的曲线关系。 实际这是不可能的条件。所以测试并计算出来的热阻值并不完全是材料本身的热阻值，应该是材料本身的热阻值+所谓接触面热阻值。因为接触面的平整度、光滑或者粗糙、以及安装紧固的压力大小不同，就会产生不同的接触面热阻值，也会得出不同的总热阻值。 所以国际上流行会认可设定一种标准的测试方法和条件，就是在资料上经常会看到的ASTM D5470。这个测试方法会说明进行热阻测试时候，选用多大的接触面积A，多大的热量值Q，以及施加到接触面的压力数值。大家都使用同样的方法来测试不同的材料，而得出的结果，才有相比较的意义。 通过测试得出的热阻R值，并不完全是真实的热阻值。物理科学就是这样，很多参数是无法真正的量化的，只是一个“模糊”的数学概念。通过这样的“模糊”数据，人们可以将一些数据量化，而用于实际应用。此处所说的“模糊” 是数学术语，“模糊”表示最为接近真实的近似。
一、真空玻璃热导和热阻及传热系数的简单计算方法 1 ?两平行表面之间的辐射热导可由下式估算 C 辐射=￡ 有效(T (T14-T24)/(T1-T2)(1) 式中T1, T2是两表面的绝对温度，单位为K ￡有效是表面有效辐射率 T是斯忒芬-波尔兹曼(Stefan-Boltzmann) 常数，其数值为5.67 x 10-8Wm-2K-4 在两平行表面温差不大(如数十度)的条件下，可用下面公式(2)计算，误差在百分之一以内。 C辐射=4￡有效T T3 (2) T是两表面的平均绝对温度。 (1)和(2)式中￡有效为有效辐射率，由下式(3)计算： ￡ 有效=(￡ 1-1+ ￡ 2-1-1)-1 ⑶ 式中￡ 1是表面1的半球辐射率。 ￡ 2是表面2的半球辐射率。 计算例：真空玻璃的一片玻璃是4mmLow-玻璃，辐射率为0.10，另一片是4mm普通白玻，辐射率为0.84， 则可算出￡ 有效=(10+1.19-1)-1=0.098 按我国测试标准， 室内侧温度：T仁18+273=291K 室外侧温度：T2=-20+273=253K 平均温度：T=272K 公式⑵ 可简化为C辐射=4.564 ￡有效 据此可算出C辐射=0.447Wm-2K-1 R辐射=1/C 辐射=2.237W-1m2K 2 ?圆柱支撑物热导可由公式(4)计算 式中入玻为玻璃导热系数，约为0.76Wm-1K-1 h为支撑物高度，单位为m
a为支撑物半径，单位为m b为支撑物方阵间距，单位为m 入支撑物为支撑物材料的导热系数，单位为Wm-1K-1 目前国内外均选用不锈钢材料制作支撑物，使得入支撑物比入玻大20倍以上，支撑 物高度h又比半径a小，故公式（4）可简化为 计算例：当支撑物选用a=0.25mm,h=0.15mn方阵间距b=25mm 贝U C支撑物=0.608Wm-2K-1 我国新立基公司的专利采用环形（又称C形）支撑物，热导还可比上述计算值小10济20% 此例中C支撑物可按0.50Wm-2K-1计，贝U 支撑物热阻 正在研制的支撑物半径a=0.125mm贝U C支撑物将减小一倍，为0.25Wm-2K-1 3 ?真空玻璃中的残余气体热导 真空玻璃生产工艺要求产品经过350E以上高温烘烤排气，不仅把间隔内的空气（包括水气）排出，而且把吸附于玻璃内表面表层和深层的气体尽可能排出，使真空层气压达到低于10-1Pa（也就是百万分之一大气压）以下，这样残余气体传热才可以忽略不计。 实验证明，在使用过程中，温度升高和阳光照射还会使玻璃表层放出水气和CO2等气体，破坏真空度，破坏真空玻璃热性能。因此，在真空玻璃中还需放入吸气剂来不断吸收这些气体，以确保真空玻璃的长期寿命。 理论上，在气压低到气体分子平均自由程远大于真空玻璃间隔时，气体热导可用公式⑹计算。 式中a=a1a2/[a2+a1（1-a2）]为气体综合普适常数 其中a1和a2分别为两个表面的气体普适常数 P是气体压强，单位为Pa 丫是气体的比热容比 T为间隔内两表面温度的平均值 M是气体的摩尔质量 R是摩尔气体常数
传热实验(实验报告) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
实验五 传热实验 一、 实验目的 1. 了解换热器的结构及用途。 2. 学习换热器的操作方法。 3. 了解传热系数的测定方法。 4. 测定所给换热器的传热系数K 。 5. 学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程，并实验之。 二、 实验原理 根据传热方程m t KA Q ?=，只要测得传热速度Q 、有关各温度和传热面积，即可算出传热系数K 。在该实验中，利用加热空气和自来水通过列管式换热器来测定K ，只要测出空气的进出口温度、自来水的进出口温度以及水和空气的流量即可。 在工作过程中，如不考虑热量损失，则加热空气放出的热量Q 1与自来 水得到热量Q 2应相等，但实际上因热量损失的存在，此两热量不等，实验 中以Q 2为准。 三、 实验流程及设备 四、 实验步骤及操作要领
1.开启冷水进口阀、气源开关，并将空气流量调至合适位置，然后开启空气加热电源开关 2.当空气进口温度达到某值（加120℃）并稳定后，改变空气流量，测定不同换热条件下的传热系数； 3.试验结束后，先关闭电加热器开关。待空气进口温度接近室温后，关闭空气和冷水的流量阀，最后关闭气源开关； 五、 实验数据 1.有关常数 换热面积：0.4m 2 2.实验数据记录表 以序号1为例： 查相关数据可知：18.8℃水的密度348.998m kg =ρ 20℃水的比热容()C kg kJ C p 。?=185.4 空气流量：s m Q 3004.0360016==气
水流量：s kg Q W 022.03600/48.9981080 3-=??=?=ρ水水 水的算数平均温度：C t t t 。出入平均3.212 246.182=+=+= 传热速率：s J Q t t W C p 437.5016.18-24022.0418512=??=-?=）（）（水 ()()()()℃ 查图得：对数平均温度：逆△△。△022.3699.0386.3699 .09.146.18245.291.110-06.06.181.1106.1824386.366.185.29241.110ln 6.185.29241.110ln 1 221 11122 121=?====--=-==--=--==-----=???-?=??t t t t T T t T t t t t t t m t m t m R P C t ?? 传热系数：K m W t S Q K m 2801.34022 .364.0437.501=?=??= 六、 实验结果及讨论 1.求出换热器在不同操作条件下的传热系数。 答：如上表所示。
实验目的 1. 了解换热器的结构及用途。 2. 学习换热器的操作方法。 学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程，并实验 之。 实验原理 根据传热方程Q KA t m ，只要测得传热速度 Q 有关各温度 和传热面积，即可算出传热系数K 。在该实验中，利用加热空气和 自来水通过列管式换热器来测定 K,只要测出空气的进出口温度、 自来水的进出口温度以及水和空气的流量即可。 在工作过程中，如不考虑热量损失，则加热空气放出的热量 Q 与自来水得到热量Q 2应相等，但实际上因热量损失的存在，此 两热量不等，实验中以Q 2为准。 实验流程及设备 实验五 传热实验 3. 了解传热系数的测定方法。 4. 测定所给换热器的传热系数 K 。 5.
水电口師 计 XI 四、实验步骤及操作要领 1.开启冷水进口阀、气源开关，并将空气流量调至合适位置，然 后开启空气加热电源开关 2.当空气进口温度达到某值（加120C）并稳定后，改变空气流 量，测定不同换热条件下的传热系数; 3.试验结束后，先关闭电加热器开关。待空气进口温度接近室温 后，关闭空气和冷水的流量阀，最后关闭气源开关; 五、实验数据 1.有关常数 换热面积: 2.实验数据记录表
号仇砒口压强 空气渍量宴数 Ti/Zh 空气进口温虔 空气出口温度 匕L/h 水■进口温 虞 乜 水出口温虔 乜 116 15110.129.5SO13. S24 a 16 16110.30* 18018. &24,3 L161站IkO 1 32 11 6013.3俎2 2le 1 15110 1 32.2 1 1 6013. S20 116 1 1 站110. 2 1 35. S 11 401530.5 216 1 1 15109. E 1 36 1 1 4019.130. 7 116 1 1 11110. 2 1 34 11 401328.3 216 1109. F 1 33. S 1 1 4019.128.1 1le 110109, ￡ 1 30,4 11 4013,024+2 ￡le 1 e110 1 30*3 1 1 4013. S24+2以序号1为例: 查相关数据可知：C水的密度998.48%3 20 C水的比热容C p 4.185 °C 空气流量：Q气0.004 m/ 水流量：W水Q水80 10'3998.48/3600 0.022 水的算数平均温度: t平均 t入t 出/ 18.6 24213C 传热速率：Q C P水（上2 t i）4185 0.022 (24-18.6) 501.437%
1管道总传热系数 管道总传热系数是热油管道设计和运行管理中的重要参数。在热油管道稳态运行方案的工艺计算中，温降和压降的计算至关重要，而管道总传热系数是影响温降计算的关键因素，同时它也通过温降影响压降的计算结果。 1.1 利用管道周围埋设介质热物性计算K 值 管道总传热系数K 指油流与周围介质温差为1℃时，单位时间内通过管道单位传热表面所传递的热量，它表示油流至周围介质散热的强弱。当考虑结蜡层的热阻对管道散热的影响时，根据热量平衡方程可得如下计算表达式： 1 112ln 111ln 22i i n e n w i L L D D D KD D D D ααλλ-+???? ?????=+++????????∑ （1-1） 式中：K ——总传热系数，W /(m 2·℃)； e D ——计算直径，m ； （对于保温管路取保温层内外径的平均值，对于无保温埋地管路可取沥青层外径）； n D ——管道内直径，m ； w D ——管道最外层直径，m ； 1α——油流与管内壁放热系数，W/(m 2·℃)； 2α——管外壁与周围介质的放热系数，W/(m 2·℃)； i λ——第i 层相应的导热系数，W/(m·℃)； i D ，1i D +——管道第i 层的内外直径，m ，其中1,2,3...i n =； L D ——结蜡后的管内径，m 。 为计算总传热系数K ，需分别计算内部放热系数1α、自管壁至管道最外径的 导热热阻、管道外壁或最大外围至周围环境的放热系数2α。 （1）内部放热系数1α的确定 放热强度决定于原油的物理性质及流动状态，可用1α与放热准数u N 、自然对流准数r G 和流体物理性质准数r P 间的数学关系式来表示[47]。 在层流状态（Re<2000），当500Pr
实验五传热实验 、实验目的 1.了解换热器的结构及用途。 2.学习换热器的操作方法。 3.了解传热系数的测定方法。 4.测定所给换热器的传热系数K。 5.学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程，并实验之。 、实验原理 根据传热方程Q二KA.lt m ,只要测得传热速度Q有关各温度和传热面积，即可算出传热系数K。 在该实验中，利用加热空气和自来水通过列管式换热器来测定K,只要测出空气的进出口温度、自来水的进出口温度以及水和空气的流量即可。 在工作过程中，如不考虑热量损失，则加热空气放出的热量Q与自来水得到热量Q2应相等，但实际上因热量损失的存在，此两热量不等，实验中以Q为准。 、实验流程及设备 四、实验步骤及操作要领 1.开启冷水进口阀、气源开关，并将空气流量调至合适位置，然后开启空气加热电源开 关 2.当空气进口温度达到某值（加120C）并稳定后，改变空气流量，测定不同换热条件 下的传热系数； 3.试验结束后，先关闭电加热器开关。待空气进口温度接近室温后，关闭空气和冷水的
流量阀，最后关闭气源开关；
五、 实验数据 1. 有关常数 换热面积：0.4m 2 2. 实验数据记录表 序号 凤机出□压强 空气流量读数 空气逬口温度 空气出口温度 水流量 水进口温度 二口蛊 度 mH ；o ihVh 乜 r 匸 L/h t! 匸 1 16 16 110.1 29,5 SO 18.6 24 2 16 16 110. 2 30.1 80 18. 5 24.3 1 16 IS 110 32 60 10.3 26,2 2 16 16 110 32.2 60 18.8 26 1 16 16 110. 2 35,8 40 19 30,5 2 16 16 109.8 36 40 19.1 30.7 1 IS 11 2 34 40 19 28,3 2 16 11 109.8 33.8 40 19.1 2&, 1 1 16 6 109.9 30.4 40 18.8 24. 2 2 16 6 110 30.3 40 18.9 24. 2 以序号1为例: 空气流量：Q 气邛63600 =0.004 水流量： W^Q 水 T =80 10-3 998.48/3600 = 0.022 水的算数平均温度：t 平均=t 入+1出/ =18.6；24 =21.3￡ 传热速率：Q =C P W 水(t 2— tJ 二 4185 0.022 (24-18.6) = 501.437 查相关数据可知: 18.8 C 水的密度｝ =998.48 20 ■C C 水的比热容C p =4.185
目录 一.摘要 (1) 二.实验目的 (1) 三．实验基本原理及内容 (1) 四．实验装置说明及流程图 (3) 五．实验步骤 (4) 六．实验注意事项 (4) 七．实验数据处理 (5) 八．结果与讨论 (8) 九．误差分析 (9) 十．思考题 (9)
实验三 传热膜系数测定实验 一.摘要 选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、对普通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。本实验采用由风机、孔板流量计、蒸汽发生器等组成的自动化程度较高的装置，让空气走内管，蒸汽走环隙，用计算机在线采集与控制系统测量了孔板压降、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。 关键词：对流传热 对流传热膜系数 蒸汽冷凝膜系数 管内对流传热系数 二.实验目的 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.通过实验提高对准数关系式的理解，并分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。 三．实验基本原理及内容 对流传热的核心问题是求算传热膜系数 ，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为： p n m Gr A Nu ???=Pr Re （1） 对于强制湍流而言，Gr 准数可以忽略，故 n m A Nu Pr Re ??= （2） 本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数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，上式即变为单变量方程，在两边取对数，即得到直线方程：