化工原理传热实验报告数据处理

化工原理传热膜系数测定实验报告SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#北京化工大学化工原理实验报告实验名称：传热膜系数测定实验班级：化工1305班姓名：张玮航学号： 32 序号： 11同组人：宋雅楠、陈一帆、陈骏设备型号：XGB型旋涡气泵及ASCOM5320型压力传感器第4套实验日期： 2015-12-17一、实验摘要首先，本实验让空气走内管，蒸汽走环隙，采用由XGB 型漩涡气泵风机、ASCOM5320型压力传感器、孔板流量计、蒸汽发生器等组成的自动化程度较高的装置，由人工智能仪来读取所有温度和压差等参数，用计算机软件实现数据的在线采集与控制。

其次，由所得数据分别求得了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，再通过作图，使用图解法确定了传热膜系数准数关系式Re Pr m n Nu A =（n=）中的系数A 和指数m 后，在双对数坐标纸中作出了0.4/Pr Re Nu 的关系曲线。

最后，整理出了流体在圆管内做强制湍流流动的传热膜系数准数半经验关联式，并与公认的关联式进行了比较。

关键词：传热膜系数K 、雷诺数Re 、努赛尔准数Nu 、普朗特数Pr 、图解法二、实验目的1、掌握传热膜系数α及传热系数K 的测定方法： （1）测定空气在圆管内作强制湍流时的给热系数α1 （2）测定加入静态混合器后空气的强制湍流给热系数α1’2、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，将实验所得结果与公认的关联式进行比较，分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。

三、实验原理间壁式传热过程可分为三个过程：第一、由热流体对固体壁面的对流传热，第二、固体壁面的热传导，第三、固体壁面对冷流体的对流传热。

当流体无相变时的对流传热准数关系式可由量纲分析法写为：Re Pr m n p Nu A Gr =对于强制湍流而言，Gr 数可忽略，进行简化后：Re Pr m n Nu A =在本文中，采用Excel 软件对上述准数关系式中的指数m 、n 和系数A 进行计算机求解。

化工原理の传热实验一、实验目的1、学习传热系数的测定方法；2、学习传热膜系数及其准数联式的测定方法。

二、实验原理本实验有套管换热器4套，列管式换热器4套，首先介绍套管换热器。

套管换热器管间进饱和蒸汽，冷凝放热以加热管内的空气，实验设备如图2-2-5-1（1）所示。

传热方式为：冷凝—传导—对流 1、传热系数可用下式计算： ]/[2k m W t A qK m⋅∆⋅=(1)图2-2-5-1（1） 套管换热器示意图 式中：q ——传热速率[W] A ——传热面积[m 2] △t m —传热平均温差[K] ○1传热速率q 用下式计算： ])[(12W t t C V q p S -=ρ （2） 式中：3600/h S V V =——空气流量[m 3/s]V h ——空气流量[m 3/h]ρ——空气密度[kg/m 3]，以下式计算：]/)[273(4645.031m kg t R p Pa ++=ρ （3）Pa ——大气压[mmHg]Rp ——空气流量计前表压[mmHg] t 1——空气进换热器前的温度[℃]Cp ——空气比热[K kg J ⋅/]，查表或用下式计算：]/[04.01009K kg J t C m p ⋅+= （4） t m =(t 1+t 2)/2——空气进出换热器温度的平均值（℃） t 2——空气出口温度[℃]②传热平均面积A ：][2m L d A m π= （5）式中：d m =传热管平均直径[m]L —传热管有效长度[m ]③传热平均温度差△t m 用逆流对数平均温差计算：T ←——T t 1——→t 2 )(),(2211t T t t T t -=∆-=∆2121ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆ (6) 式中：T ——蒸汽温度[℃]2、传热膜系数（给热系数）及其关联式空气在圆形直管内作强制湍流时的传热膜系数可用下面准数关联式表示：nr m e P R Nu 0α= （7）式中：N u ——努塞尔特准数R e ——雷诺准数 P r ——普兰特准数αo ——系数，经验值为0.023 m ——指数，经验值为0.8n ——指数，经验值为：流体被加热时n=0.4，流体被冷却n=0.3 为了测定传热膜系数，现对式（7）作进一步的分析：λαdNu =（8） α——空气与管壁间的传热膜系数[W/m 2·k] 本实验可近似取α=K[传热系数]，也可用下式计算：)(m W i t t A q -=α （9）A i ——传热管内表面积[m 2] t W ——管壁温[℃]t m ——空气进、出口平均温度[℃] d ——管内径[m]λ——空气的导热系数[W/m ·k]，查表或用下式计算：λ=0.0244+7.8×10-5t m （10） μρdu =Re （11）u ——空气在加热管内的流速[m/s]μ——空气定性温度（t m ）下的粘度[pa ·s]，查表或用下式计算：μ=1.72×10-5+4.8×10-8t m （12）d ，ρ——意义同上。

化工原理实验报告(传热)
实验名称：传热实验
实验目的：掌握传热原理，测定传热系数。

实验原理：传热是指热能从物体的高温区域传递到物体的低温区域的过程。

传热方式
主要有三种，分别是传导、对流和辐射。

传导是指物质内部由高温区传递热量到低温区的过程。

传导的速率与传导材料的种类、厚度、温度差等因素有关。

对流是指由于物流的运动而引起的热量传递过程。

对流的速率与流动速度、流动形式
等因素有关。

辐射是指物体之间通过电磁波传递热量的过程。

辐射的速率与物体温度、表面特性等
因素有关。

实验仪器：传热实验装置、数显恒温槽、数显搅拌器、功率调节器、电热水壶、测温仪、电阻丝、保温材料等。

实验步骤：
1、将传热实验装置放入数显恒温槽内，开启电源，将温度恒定在80℃左右。

2、将试样加热，使其温度达到与恒温槽内温度一致。

3、将试样放入传热实验装置中，开始实验。

4、在实验过程中，保持搅拌器的匀速转动，确保传热速率的稳定。

5、记录实验数据，计算传热系数。

实验结果：
本实验测定的传热系数为：λ=10.2 W/m•K
通过本次实验，我们掌握了传热原理和测定传热系数的方法，同时也了解了传导、对
流和辐射三种传热方式的特点及其影响因素。

实验结果表明，传热系数是物体传热速率的
量化表示，对于不同的物体和温度差，传热系数是不同的，因此在具体实际应用中需要根
据实际情况进行调整。

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：化学工程与工艺班级：化工1005*名：*** 2010011136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： 2012.11.28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、实验原理黄铜管内走冷空气，管外走100℃的热蒸汽，壁内侧热阻1/α远远大于壁阻、垢阻及外侧热阻，因此研究传热的关键问题是测算α，当流体无相变时对流传热准数关系式的一般形式为：p n m Gr A Nu Pr Re ⋅⋅=对于强制湍流有： n m A Nu Pr Re =用图解法对多变量方程进行关联，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）。

在两边取对数，得到直线方程为Re lg lg Pr lg4.0m A Nu+= 在双对数坐标中作图，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mNuA RePr4.0=其中 λαλμμρdNu Cp du ===,Pr ,Re 实验中改变空气的流量，以改变Re 值。

根据定性温度计算对应的Pr 值。

同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数值，进而求得Nu 值。

系统漏热
实验操作误差
实验系统可能存在漏热现象，导致热量损 失，从而影响实验结果的准确性。
实验操作过程中的人为因素，如操作不规 范、记录数据不准确等，也可能引入误差 。
减小误差方法
选择高精度测量设备
使用高精度温度传感器和测量设备，提高温 度测量的准确性。
加强系统保温措施
对实验系统采取良好的保温措施，减少热量 损失，降低漏热对实验结果的影响。
确保实验装置密封良好，防止热量散 失；保持热流体和冷流体的流量稳定， 以获得准确的实验结果。
实验流程
启动加热器，使热流体循环流动；启动冷却 器，使冷流体循环流动；记录热流体和冷流 体的进出口温度；计算传热系数并分析结果 。
02
实验操作与步骤
实验准备工作
熟悉实验装置
了解传热实验装置的结构、 功能和使用方法，包括加 热器、冷却器、温度计、 流量计等。
冷却操作
在加热过程中，适时打开冷却 器对传热介质进行冷却，以控 制实验过程中的温度波动。
数据记录
在实验过程中，定时记录温度 、流量等关键参数的变化情况
。
数据记录与处理
数据整理
将实验过程中记录的数据进行整理， 包括温度、流量等参数的变化曲线和 数值表格。
数据分析
根据整理的数据，分析传热实验过程 中的传热效率、热损失等关键指标。
准备实验材料
根据实验要求准备所需的 传热介质（如水、油等） 和实验样品。
检查实验设备
确保实验设备的完好和正 常运行，如检查加热器的 加热功率、冷却器的冷却 效果等。
实验操作过程
安装实验装置
按照实验要求正确安装传热实验装置 ，包括加热器、冷却器、温度计、流
量计等，确保装置密封良好。

传热膜系数测定实验（第四组）一、实验目的1、了解套管换热器的结构和壁温的测量方法2、了解影响给热系数的因素和强化传热的途径冷流体的对流传热三个传热过程所组成。

由于过程复杂，影响因素多，机理不清楚，所以采用量纲分析法来确定给热系数。

1）寻找影响因素物性：ρ，μ，λ，c p设备特征尺寸：l 操作：u，βgΔT则：α=f （ρ，μ，λ，c p ，l ，u ，βgΔT） 2）量纲分析ρ[ML -3]，μ[ML -1 T -1]，λ[ML T -3 Q -1]，c p [L 2 T -2 Q -1]，l [L] ，u [LT -1]， βg ΔT [L T -2]， α[MT -3 Q -1]]Gr ＝热量衡算方程： 圆管传热牛顿冷却定律：圆筒壁传导热流量：)]/()ln[)()()/ln(112211221212w w w w w w w w t T t T t T t T A A A A Q -----⋅-⋅=δλ空气流量由孔板流量测量：54.02.26P q v ∆⨯= [m 3h -1，kPa] 空气的定性温度：t=(t 1+t 2)/2 [℃]三、实验流程1、蒸汽发生器2、蒸汽管3、补水漏斗4、补水阀5、排水阀6、套管换热器7、放气阀8、冷凝水回流管9、空气流量调节阀10、压力传感器 11、孔板流量计 12、空气管 13、风机壳3、约到15分钟时，观察壁温1、壁温2的变化以及水蒸汽的滴状冷凝情况；4、当有蒸汽和不凝性气体从套管间排出时，全开流量调节阀，用鼠标点击上图中绿色按钮启动风机预热设备5分钟；5、通过计算机间隔3～4Hz调节频率10→50→10Hz，每个点稳定约1.5分钟记录数据，注意随时查看结果，调整布点及发现错误等；6、加入静态混合器进行强化传热实验，先将出口温度计拔出，旋转放入混合器，再将温度计放回中心位置。

调节频率10→50Hz，孔板压降最小值大于0.1kPa；7、测完数据关风机，2分钟后，检查壁温100℃基点偏差；℃2 空气强化对流给热系数表（加入混合器），100℃基点= 99.9 ℃六、实验结果作图及分析4.，继为：认式中a=0.8有一定的误差因素，比如说：管壁不够光滑；管件材料不可能完全相同；还有实验中Pr在0.6950左右，不满足公认式的条件（0.7<Pr<160），会引起一定的误差。

化工原理实验传热实验报告化工原理实验传热实验报告一、引言传热是化工过程中不可或缺的环节，对于提高反应速率和产品质量具有重要意义。

为了研究传热现象，我们进行了一系列的实验。

本实验旨在通过传热实验，探究传热的基本原理和影响因素，为化工过程的优化提供理论依据。

二、实验目的1. 了解传热的基本原理和传热方式；2. 掌握传热实验的基本方法和技巧；3. 分析传热过程中的影响因素。

三、实验原理1. 传热方式传热主要有三种方式：传导、对流和辐射。

传导是通过物质内部的分子传递热量，对流是通过流体的运动传递热量，辐射是通过电磁波传递热量。

2. 传热方程传热过程可以用传热方程来描述，常见的传热方程有热传导方程、牛顿冷却定律和斯特藩－玻尔兹曼定律。

热传导方程描述了传导过程中的热量传递，牛顿冷却定律描述了对流过程中的热量传递，斯特藩－玻尔兹曼定律描述了辐射过程中的热量传递。

3. 传热系数传热系数是描述传热能力的物理量，它与传热介质的性质和传热过程中的条件有关。

传热系数越大，传热能力越强。

四、实验装置和步骤1. 实验装置本实验采用了传热实验装置，包括传热试验台、传热介质、传热表面、传热源和传热计等。

2. 实验步骤（1）将传热试验台接通电源，使传热源加热。

（2）调节传热介质的流量和温度。

（3）通过传热计测量传热过程中的温度变化。

（4）记录实验数据，并进行数据处理和分析。

五、实验结果与分析通过实验测得的数据，我们可以计算传热系数和传热速率，进而分析传热过程中的影响因素。

1. 传热系数传热系数与传热介质的性质、传热表面的形状和条件有关。

通过实验数据的处理，我们可以计算得到传热系数，并与理论值进行比较，从而评估传热实验的准确性和可靠性。

2. 传热速率传热速率是描述传热过程中热量传递的快慢程度的物理量。

通过实验数据的处理，我们可以计算得到传热速率，并分析传热过程中的传热效率和能耗。

六、实验总结通过本次传热实验，我们深入了解了传热的基本原理和传热方式，掌握了传热实验的基本方法和技巧。

化工原理传热实验报告化工原理传热实验报告引言：传热是化工工程中非常重要的一项基础工艺，它涉及到许多化工过程中的关键环节，如加热、冷却、蒸发等。

为了深入了解传热过程的原理和规律，我们进行了一系列的传热实验。

本报告将从传热的基本概念、实验装置、实验方法和实验结果等方面进行详细阐述。

一、传热的基本概念传热是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。

传热可以通过三种方式进行：传导、对流和辐射。

传导是指热量通过物质内部的分子振动和碰撞传递，对流是指热量通过流体的流动传递，而辐射则是指热量通过电磁波辐射传递。

在化工过程中，这三种方式常常同时存在，因此对传热过程进行深入研究具有重要意义。

二、实验装置我们设计了一个简单的传热实验装置，包括一个加热器、一个冷却器和一个温度计。

加热器用来提供热源，冷却器则用来吸收热量。

温度计用来测量加热器和冷却器的温度变化。

实验装置的设计合理与否将直接影响到实验结果的准确性。

三、实验方法在实验开始之前，我们首先将实验装置中的冷却器和加热器置于同一温度下，以确保初始温度相同。

然后，我们将加热器加热至一定温度，同时记录加热器和冷却器的温度变化。

在记录温度变化的同时，我们还测量了环境温度和湿度等因素，以排除外界环境对实验结果的影响。

四、实验结果通过实验，我们得到了加热器和冷却器的温度变化曲线。

根据温度变化曲线，我们可以计算出传热速率和传热系数等参数。

实验结果表明，在传热过程中，传热速率与温度差成正比，与传热面积和传热系数成反比。

此外，传热速率还受传热介质的性质和流速等因素的影响。

五、实验分析通过对实验结果的分析，我们可以得出一些结论。

首先，传热速率与温度差成正比，这是因为温度差越大，热量传递的驱动力越大，传热速率也就越快。

其次，传热速率与传热系数成反比，这是因为传热系数越大，热量传递的效率越高，传热速率也就越快。

最后，传热速率还受传热介质的性质和流速等因素的影响，这需要进一步的研究和实验来探究。

化工原理传热实验报告实验目的，通过传热实验，掌握传热原理，了解传热过程中的热阻和传热系数的测定方法，掌握传热表面积的计算方法。

一、实验原理。

传热是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程。

在传热过程中，热量的传递方式有对流、传导和辐射三种。

本实验主要研究对流传热。

二、实验仪器和设备。

1. 传热实验装置。

2. 温度计。

3. 计时器。

4. 水槽。

5. 水泵。

三、实验步骤。

1. 将水加热至一定温度，保持恒温。

2. 将试验管装入传热实验装置中，打开水泵，使水流通过试验管。

3. 记录试验管的进口和出口水温，以及进口和出口水的流量。

4. 根据实验数据计算出传热系数和传热表面积。

四、实验数据处理。

1. 根据实验数据计算出传热系数和传热表面积。

2. 绘制传热系数与雷诺数的关系曲线。

五、实验结果分析。

根据实验结果，我们可以得出传热系数与雷诺数呈线性关系，传热系数随雷诺数的增大而增大。

传热表面积的计算结果与实际情况相符合。

六、实验结论。

通过本次传热实验，我们深入了解了传热原理，掌握了传热系数和传热表面积的计算方法，提高了实验操作能力和数据处理能力。

七、实验总结。

传热实验是化工原理课程中的重要实践环节，通过实验操作，我们不仅学到了理论知识，更加深了对传热原理的理解。

在今后的学习和工作中，我们将继续努力，不断提高自己的实验能力和科研能力。

通过本次传热实验，我们对传热原理有了更深入的了解，掌握了传热系数和传热表面积的计算方法，提高了实验操作能力和数据处理能力。

希望通过这篇实验报告，能够对大家有所帮助，也希望大家能够在今后的学习和工作中继续努力，不断提高自己的实验能力和科研能力。

化工原理实验数据处理概述：在化工原理实验中，数据处理是非常关键的一步。

通过对实验数据的处理，可以得到实验结果的定量化、评价实验方法的有效性、检验理论与实验结果的吻合程度，以及进一步分析实验结果的规律性和内在关系。

以下将介绍化工原理实验数据处理的基本方法和步骤。

方法和步骤：1.数据收集与整理在进行实验之前，需要明确实验目的，并设计实验方案。

实验过程中需要将实验所需的各项数据准确记录下来，包括时间、温度、压力、质量、体积、浓度等。

数据应该按照一定的记录格式整理，方便后续数据处理的操作。

2.数据处理（1）数据归一化对实验数据进行归一化处理是为了消除数据间的量纲影响，使得数据具有可比性。

可以采用最大值或平均值对数据进行归一化，将数据转化为相对值。

（2）数据均值和标准差计算在实验中，通常会进行多次测量，数据处理时需要计算数据的均值和标准差。

均值可以反映数据的集中趋势，标准差可以反映数据的离散程度。

（3）数据曲线拟合通过拟合实验数据，可以得到数据背后的内在关系和规律。

可以选择合适的数学模型，如线性模型、二次曲线模型等，进行数据的曲线拟合，得到拟合曲线的相关参数。

（4）数据统计分析通过统计分析实验数据，可以对数据进行更深层次的研究。

可以使用t检验、方差分析等方法对数据进行统计检验，评价数据之间的差异是否显著。

3.结果评价根据实验目的和方法，可以对实验结果进行评价。

可以比较实验结果与理论值之间的差异，分析差异的原因。

也可以比较实验结果与其他实验结果之间的差异，分析差异的影响因素。

实验结果的评价可以从准确性、可重复性、稳定性等方面进行。

4.结论撰写在进行数据处理和结果评价后，需要撰写实验报告的结论部分。

结论要准确、简洁地总结实验结果，并给出相应的分析和判断。

同时，结论还可以对实验方法和结果进行改进和展望，为以后的实验提供参考。

总结：。

化工原理 传热综合实验报告 数据处理七、实验数据处理1.蒸汽冷凝与冷空气之间总传热系数K 的测定，并比较冷空气以不同流速u 流过圆形直管时，总传热系数K 的变化。

实验时蒸汽压力：0.04MPa （表压力），查表得蒸汽温度T=109.4℃。

实验装置所用紫铜管的规格162mm mm φ⨯、 1.2l m =，求得紫铜管的外表面积200.010.060318576281.o S d l m m m ππ=⨯⨯=⨯⨯=。

根据24s sV V u A dπ==、0.012d m =，得到流速u ，见下表2： 表2 流速数据取冷空气进、出口温度的算术平均值作为冷空气的平均温度，查得冷空气在不同温度下的比热容p c 、黏度μ、热传导系数λ、密度ρ，如下表3所示：表3 查得的数据t 进/℃ t 出/℃ t 平均/℃()p c J kg ⋅⎡⎤⎣⎦℃ Pa s μ⋅ ()W m λ⋅⎡⎤⎣⎦℃ ()3kg m ρ-⋅ 22.1 77.3 49.7 10050.0000196 0.0283 1.093 24.3 80.9 52.6 1005 0.0000197 0.02851 1.0831 26.3 82.7 54.5 1005 0.0000198 0.02865 1.0765 27.8 83 55.4 1005 0.0000198 0.02872 1.0765 29.9 83.6 56.75 1005 0.0000199 0.02879 1.0699 31.8 83.7 57.75 1005 0.00002 0.02886 1.0666 33.7 83.8 58.75 1005 0.0000200 0.02893 1.0633 35.68459.81005 0.0000201 0.029 1.06根据公式()()=V s p s p Q m c t t c t t ρ=--出进出进、()()ln m T t T t t T t T t ---∆=--进出进出，求出Q序号 ()31sV m h -⋅ ()1u m s -⋅1 2.5 6.1402371072 5 12.280474213 7.5 18.420711324 10 24.560948435 12.5 30.701185536 15 36.841422647 17.5 42.98165975 82049.12189685和m t ∆，0S 已知，由0mQK S t =⋅∆，即可求出蒸汽冷凝与冷空气之间总传热系数K 。

化工原理实验传热实验报告实验目的：了解传热的基本原理，掌握传热实验的基本方法和操作技能。

实验仪器与材料： 1. 传热试验装置：包括加热器、冷却器、测温设备等。

2.测量工具：温度计、计时器、称量器等。

3. 实验样品：可以是固体、液体或气体。

实验原理：传热是物体之间由于温度差引起的热量传递现象。

传热可以通过三种方式进行：导热、对流和辐射。

1.导热：导热是通过物体内部的分子碰撞实现的热量传递方式。

热量从高温区域传递到低温区域，速度与温度差和材料导热系数有关。

2.对流：对流是通过流体的流动来实现的热量传递方式。

热量可以通过流体的对流传递到其他物体或流体中，速度与流体的流动速度、流体的性质以及流动的距离有关。

3.辐射：辐射是通过电磁波传递热量的方式。

热辐射不需要通过介质传递，可以在真空中传播。

热辐射的强度与物体的温度和表面特性有关。

实验步骤：步骤一：准备工作 1. 确定实验所需的传热试验装置和材料，并检查其是否完好。

2. 准备实验所需的测量工具和实验样品。

3. 对实验装置进行清洁和消毒，确保实验结果的准确性。

步骤二：导热实验 1. 将传热试验装置中的加热器加热到一定温度。

2. 在加热器的一侧放置一个固体样品，并用温度计测量其初始温度。

3. 记录固体样品的温度随时间的变化，并绘制温度-时间曲线。

4. 根据温度-时间曲线，计算固体样品的导热速率和导热系数。

步骤三：对流实验 1. 在传热试验装置中加入一定量的流体样品。

2. 将加热器加热到一定温度，并用温度计测量流体样品的初始温度。

3. 在冷却器的另一侧，用冷却水冷却流体样品，并用温度计测量冷却后的温度。

4. 记录流体样品的温度随时间的变化，并绘制温度-时间曲线。

5. 根据温度-时间曲线，计算流体样品的对流传热速率。

步骤四：辐射实验 1. 将传热试验装置中的加热器加热到一定温度。

2. 在加热器的一侧放置一个辐射源，并用温度计测量其初始温度。

3. 在辐射源的另一侧，放置一个辐射接收器，并用温度计测量接收器的初始温度。

实验3 化工原理实验传热膜系数的测定实验报告实验3：化工原理实验传热膜系数的测定一、实验目的1.学习和掌握传热膜系数的概念及其物理意义。

2.通过实验测定不同条件下的传热膜系数，了解其对传热过程的影响。

3.学习和掌握传热实验的基本方法和技能。

二、实验原理传热膜系数（也称为传热系数）是指在单位时间内、单位温度差下，通过单位面积的热量。

它反映了传热过程中，单位面积的热流量大小。

本实验通过测量加热管内溶液的温度变化，以及测量加热管外表面的温度，来测定传热膜系数。

实验采用同心套管式换热器，由内、外两根套管组成，其中外管走冷却水，内管走加热液体。

当内管中的加热液体通过时，热量会通过内管壁传递到外管中的冷却水，使得两者温度发生变化。

通过测量内、外管的温度变化以及内管的热流量，可以计算出传热膜系数。

三、实验步骤1.准备实验器材：同心套管式换热器、加热器、温度计、冷却水、加热液体等。

2.将同心套管式换热器安装在实验装置上，确保密封良好。

3.启动加热器，加热内管中的加热液体。

4.测量内管的初始温度Ti和外管的初始温度To。

5.在加热过程中，控制冷却水的流量，使内外管的温度变化保持稳定。

6.加热一定时间后，停止加热，记录内管的最终温度Tf和外管的最终温度Tf。

7.测量加热过程中内管的热流量Q。

8.改变加热液体的流速或更换不同材料的外管，重复步骤3-7。

四、实验数据分析1.根据测量数据计算传热膜系数：传热膜系数K可以通过下式计算：K = Q / (Tf - Ti) / A / Δt其中，Q为加热过程中内管的热流量（W），Ti和Tf分别为内管初始和最终温度（℃），A为内管表面积（m2），Δt为加热时间（s）。

2.将不同条件下的传热膜系数进行比较，分析传热膜系数与哪些因素有关。

3.根据实验数据，可以得出以下结论：（1）传热膜系数随着加热液体流速的增加而增加，表明流速对传热过程有促进作用。

（2）传热膜系数随着外管材料的不同而有所差异，表明材料性质对传热过程有影响。

序号T1进口T2出口t2出口t1进口T1-T2t2-t11119735.820023.321.861.2 1.52119734.240022.621.862.80.83119733.660022.321.863.40.54119733.280022.221.863.80.451495.835.280022.321.860.60.5617963680022.421.8600.672095.33780022.521.858.30.7思考题1．影响传热系数K的因素有哪些？答：传热系数的计算值K计可用下式进行计算：（5）式中， 0为换热器管外侧流体对流传热系数，W/(m2•℃)； i为换热器管内侧流体对流传热系数，W/(m2•℃)； 。

2．在实验中哪些因素影响实验的稳定性？答：换热器管外侧流体对流传热系数 0、换热器管内侧流体对流传热系数 i、管壁厚度 、管壁的导热系数3．根据实验结果分析如何强化传热？答：蒸汽冷凝时的对流传热强化措施目的：减少冷凝液膜的厚度水平管束：减少垂直方向上管数，采用错列；垂直板或管：开纵向沟槽，或在壁外装金属丝。

液体沸腾时的对流传热强化措施表面粗糙化：将表面腐蚀，烧结金属粒；加表面活性剂（乙醇、丙酮等）热流体冷流体流量Nm³/h 温度流量Nm³/h 温度DT1DT2Qc(W)Qn(W)Q(W)DTm总传热系数K T1-t2T2-t1qm水qm空气347.8862369.2923358.589235.9433824.9412573.714199.621.615371.0786378.947375.012834.6028627.0940674.412.4399.221.615347.8862382.5675365.226834.0851126.7878674.711.8598.821.615371.0786384.9812378.029933.7018128.0422574.811.4798.421.615463.8482465.4004464.624335.3107632.8953873.513.4798.427.51556.6179559.5338558.075836.1005838.6472973.614.2798.433.405649.3875639.6239644.505736.7717343.8180172.815.2798.439.3体对流传热系数，W/(m2•℃)； 为管壁厚度，m； ——管壁的导热系数，W/(m2•℃)；RS为污垢热阻，m2•℃/W i、管壁厚度 、管壁的导热系数 、污垢热阻RS。

化工原理传热实验报告数据处理一、实验原理及设备传热实验是研究物体之间热量传递规律的一项重要实验。

通过将两个温度不同的物体放在一起，实验者可以观察到热量从高温处流入低温处的过程，了解热量传递过程的基本规律。

传热实验设备一般包括热源、加热试样、冷却试样、温度传感器、数据采集仪等部分。

本次实验选用了著名的皮尔逊方块，制作成4块不同材质、不同面积的样品，放置在不同位置的水槽中进行热传递实验。

使用热电偶连接到数据采集仪上，记录样品在不同位置、不同时间下的温度变化情况。

二、实验操作及结果处理1.样品制作按照实验要求，制作了4块皮尔逊方块。

分别由铜、铝、塑料和木头材料制成，每块样品的底面积为$A=10cm^2$，高度为$h=2cm$。

制作完成后对样品进行了称重、测量底面积和高度等工作，得到各样品的物理参数如表1所示。

| 材质 | 底面积$A/cm^2$ | 高度$h/cm$ | 质量$m/g$ | 密度$\rho/g·cm^{-3}$ || ---- | ------------ | --------- | ------- | ------------ || 铜 | 10 | 2 | 51.23 | 8.96 || 铝 | 10 | 2 | 17.80 | 2.70 || 塑料 | 10 | 2 | 5.60 | 1.20 || 木头 | 10 | 2 | 3.52 | 0.62 |2.加载试样并测量温度将实验装置接通电源，确定水槽中的水温为恒定温度，同时通过调节电源电压来控制热源的输出功率。

将4个样品放置在4个不同的位置，使用热电偶在每个样品处测量温度。

记录下每个样品在不同时间下的温度变化情况，如表2所示。

| 时间$t/min$ | 位置1(铜)/℃ | 位置2(铝)/℃ | 位置3(塑料)/℃ | 位置4(木头)/℃ || ---------- | ------------ | ------------ | ------------ | ------------ || 0 | 80.3 | 80.3 | 80.3 | 80.3 || 2 | 78.4 | 77.9 | 76.8 | 74.8 || 4 | 76.5 | 75.6 | 72.8 | 68.5 || 6 | 74.6 | 73.3 | 68.8 | 62.5 || 8 | 72.4 | 70.8 | 64.8 | 57.5 || 10 | 70.3 | 68.2 | 60.8 | 52.6 || 12 | 68.2 | 65.5 | 56.8 | 47.9 || 14 | 66.1 | 62.9 | 52.8 | 43.2 || 16 | 64.0 | 60.3 | 48.8 | 38.6 || 18 | 62.0 | 57.9 | 44.8 | 34.1 || 20 | 59.9 | 55.6 | 40.8 | 29.8 |3.计算热量传递系数根据传热学的理论，样品所受到的热量等于热传导系数$λ$与样品底面积$A$、样品高度$h$、样品底面温度$T_1$与水温$T_2$之差$ΔT=T_1-T_2$的乘积。

传热实验——传热系数的测定2011011743 分1 黄浩实验日期：2013-11-15同组实验者：周昱、曹庆辰、陈辰地点：化工实验教学中心108室实验内容：传热系数的测定一、实验目的（1）掌握传热系数K、给热系数α和导热系数λ的测定方法。

（2）比较保温管、裸管、汽水套管的传热速率，并进行讨论。

（3）掌握热电偶测温原理及相关二次仪表的使用方法。

二、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K、α和λ。

（1）测定汽-水套管的传热系数K [W/(m2·℃)]K=Q/AΔt m式中：A——传热面积，m2；Δt m——冷、热流体的平均温差，℃；Q——传热速率，W；Q=W汽×r式中：W汽——为冷凝液流量（kg/s），r——为汽化潜热（J/kg）。

（2）测定裸管的自然对流给热系数α [W/(m2·℃)]α=Q/A(t w−t f)式中：t W，t f——壁温和空气温度，℃。

（3）测定保温材料的导热系数λ [W/(m·℃)]λ=Qb/A m(T w−t w)式中：q——热通量，W/(m2)T W，t W——保温层两侧的温度，℃；b——保温层的厚度，m；A m——保温层内外壁的平均面积，m2。

三、实验流程与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。

如图1：图1 传热系数测定的实验装置示意图工艺流程为：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、α和λ。

1）各种设备的尺寸：2）锅炉加热功率：0~6 kW。

3）冷却水流量：0~160 L/h。

传热膜系数测定实验（第四组）一、实验目的1、了解套管换热器的结构和壁温的测量方法2、了解影响给热系数的因素和强化传热的途径3、体会计算机采集与控制软件对提高实验效率的作用4、学会给热系数的实验测定和数据处理方法二、实验内容1、测定空气在圆管内作强制湍流时的给热系数α12、测定加入静态混合器后空气的强制湍流给热系数α1’3、回归α1和α1’联式4.0Pr Re ⋅⋅=aA Nu 中的参数A 、a *4、测定两个条件下铜管内空气的能量损失二、实验原理间壁式传热过程是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三个传热过程所组成。

由于过程复杂，影响因素多，机理不清楚，所以采用量纲分析法来确定给热系数。

1）寻找影响因素物性：ρ，μ ，λ，c p 设备特征尺寸：l 操作：u ，βgΔT 则：α=f （ρ，μ，λ，c p ，l ，u ，βgΔT） 2）量纲分析ρ[ML -3]，μ[ML -1 T -1]，λ[ML T -3 Q -1]，c p [L 2 T -2 Q -1]，l [L] ，u [LT -1]， βg ΔT [L T -2]， α[MT -3 Q -1]]3）选基本变量（独立，含M ，L ，T ，Q-热力学温度） ρ，l ，μ, λ4）无量纲化非基本变量α：Nu ＝αl/λ u: Re ＝ρlu/μ c p : Pr ＝c p μ/λ βgΔT : Gr ＝βgΔT l 3ρ2/μ2 5）原函数无量纲化⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=223,,μρβλμμρλαtl g c lu F l p 6）实验Nu ＝ARe a Pr b Gr c强制对流圆管内表面加热：Nu ＝ARe a Pr 0.4 圆管传热基本方程： m t A K t T t T t T t T A K Q ∆⋅⋅=-----⋅=111221122111ln)()(热量衡算方程：)()(12322111t t c q T T c q Q p m p m -=-=圆管传热牛顿冷却定律：22112211222112211211ln )()(ln )()(w w w w w w w w T T T T T T T T A t t t t t t t t A Q -----⋅=-----⋅=αα圆筒壁传导热流量：)]/()ln[)()()/ln(112211221212w w w w w w w w t T t T t T t T A A A A Q -----⋅-⋅=δλ 空气流量由孔板流量测量：54.02.26P q v ∆⨯= [m 3h -1，kPa]空气的定性温度：t=(t 1+t 2)/2 [℃]三、实验流程1、蒸汽发生器2、蒸汽管3、补水漏斗4、补水阀5、排水阀6、套管换热器7、放气阀8、冷凝水回流管9、空气流量调节阀10、压力传感器11、孔板流量计12、空气管13、风机图1、传热实验流程套管换热器内管为φ27×3.5mm黄铜管,长1.25m,走冷空气，外管为耐高温玻璃管，壳程走100℃的热蒸汽。