对流传热实验

淅江丈禽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 (3)1.间壁式传热基本原理 (3)2.空气流呈的测定 (5)3.空气在传热管对流传热系数。

的测定 (6)3. 1牛顿冷却定律法 (6)3. 2近似法 (6)3. 3简易Wilson图解法 (7)4.拟合实验准数方程式 (8)5.传热准数经验式 (8)四、操作方法与实验步骤 (9)五、实验数据处理 (10)1.原始数据： (10)2.数据处理 (10)六、实验结果 (13)七、实验思考 (14)、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）排岀，冷凝水经排出阀（F5和F6）排入盛水杯。

空气山风机提供, 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，热交换后从风机岀口排出。

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。

强化对流传热综合设计实验
该实验主要是为了帮助学生深入了解强化传热的原理和方法，学生可以通过综合设计实验的方式，掌握强化传热的技术，了解不同的传热方式和传热器材的应用，同时加强学生的动手能力、操作技能和科学研究能力。

实验设计：
1.实验目的：
（1）了解传热的基本原理和种类；
（2）学习传热的计算方法；
（3）掌握强化传热的技术和应用；
（4）综合应用各种传热方式和传热器材进行传热设计实验。

2. 实验器材：
（1）导热实验仪；
（2）传热器材：传热管、传热盘、传热板、传热棒、传热器等；
（3）计算机和数据采集器。

3. 实验步骤：
（1）测量传热器材的基本参数和物理量。

（2）建立传热模型，采用计算机软件进行传热模拟。

（3）进行强化传热操作实验，记录实验数据。

（4）对实验结果进行分析和处理，综合考虑各种传热方式和传热器材的特点，优化传热设计。

4. 实验要点：
（1）要认真测量传热器材的基本参数和物理量，保证实验数据的准确性。

（2）要注意安全操作，避免因不当操作而导致事故或设备损坏。

（3）要加强数据的处理和分析，根据实验结果优化传热设计。

（4）要积极探索和研究相关领域的知识，丰富自己的专业素养。

结语：
通过强化对流传热综合设计实验，学生可以深入了解传热的原理和方法，掌握强化传热技术的应用，同时加强自己的动手能力、操作技能和科学研究能力，为将来的专业发展奠定坚实的基础。

传热方式实验对流与传导传热是热力学的重要内容，研究传热方式对流与传导不仅有助于深入了解能量传递的方式，还能为工程设计与优化提供指导。

本文将通过实验研究对流与传导的传热方式。

一、实验简介1. 实验目的本实验的目的是探究对流与传导的传热方式，并验证热传导在高温介质中的传热特性。

2. 实验器材准备好的实验器材有加热式玻璃容器、冰水槽、热敏电阻温度计、温度计、实验记录表等。

3. 实验步骤(1) 将加热式玻璃容器装满冷水，并放入冰水槽中。

(2) 在容器下方加热源，打开加热电源进行加热。

(3) 通过热敏电阻温度计和温度计记录容器内的温度随时间的变化，并记录下来。

(4) 实验结束后，整理实验数据并进行分析。

二、传热方式实验结果分析1. 对流传热通过观察记录的实验数据，我们可以发现在加热式玻璃容器中，水的温度随时间的增加而上升。

这是因为加热源引起的热量传递，使得容器内部的水分子热运动更加剧烈，从而使整个系统的温度升高。

对流传热是由于流体内部的密度差异导致的，流体受热后体积膨胀，变得轻，上浮；而冷却后体积缩小，变得重，下沉。

这种上浮和下沉的循环运动使得热量不断传递，从而实现了对流传热。

2. 传导传热在实验过程中还观察到，在加热式玻璃容器加热时，容器底部的温度比顶部温度高。

这是因为容器受热后，热量由底部向上传导。

传导传热是由于物质内部分子之间的热量传递引起的，它不需要物质之间的流动，而是通过分子之间的碰撞传递热量。

三、实验结论与应用通过本次实验，我们深入了解了对流与传导的传热方式。

对流传热是由于流体内部的密度差异导致的上浮和下沉的循环运动，而传导传热则是由于物质分子之间的碰撞传递热量。

了解传热方式对于工程设计与优化至关重要。

在设计暖气系统或空调系统时，我们需要考虑到对流传热的影响因素，比如空调的出风口位置和暖气片的设置。

在隔热设计中，我们需要考虑传导传热的因素，比如选用合适的隔热材料。

同时，我们还可以通过优化流体的流动方式，来提高传热效率。

对流传热系数的测定实验指导书1 训练目的：1．1熟悉换热装置中的各种设备及名称、各类测量仪表及名称、控制阀门的作用、冷热流体进出口位置等。

1．2了解换热器的结构，掌握对装置的试压、试漏等操作技能。

1．3掌握传热系统的流程和开、停车步骤及常见事故的处理方法。

1．4学会对流传热系数的测定方法。

1．5测定空气在圆形直管内（或螺旋槽管内）的强制对流传热系数，并把数据整理成准数关系式。

1．6了解影响对流传热系数的因素和强化传热的途径。

2．实验内容：测定不同空气流量下空气和水蒸汽在套管换热器中的进出口温度，求得空气在管内的对流传热系数。

3 基本原理3．1准数关系式对流传热系数是研究传过程及换热性能的一个很重要的参数。

在工业生产和科学研究中经常采用间壁式换热装置来达到物料的冷却和加热目的，这种传热过程是冷热流体通过固体壁面（传热元件）进行的热量交换，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流传热所组成。

由单位传热速率议程式知，单位时间、单位传热面积所传递的热量为q=K（T－t）而对流传热所传递的热量，对于冷热流体可由牛顿定律表示q=a h·（T－T wl）或q=a·（t w2－t）式中q—传热量，W/℃；a—给热系数，W/㎡；T—热流体温度，℃；t—冷液体温度，℃；T w1、t w2—热冷液体的壁温，℃；下标：c—冷侧面h—热侧由于对流传热过程十分复杂，影响因素极多，目前尚不能通过解析法得到对流传热系数的关系式，它必须由实验加以测定获得各种因素下对流传热系数的定量关系。

为了减少实验工作量，采用因次分析法将有关的影响因素无因次化处理后组成若干个无因次数群，从而获得描述对流传热过程的无因次方块字程。

在此基础上组织实验，并经过数据处理得到相应的关系式，如流体在圆形（光滑）直管中做强制对流传热时传热系数的变化规律可用如下准数关联式表示N u=CR e m P r n=ad/λR e=duρ/µ=dw/AμNμ—努塞尔特准数；Re—雷诺准数；P r—普兰特准数；w—空气的质量流量，㎏/s；d—热管内径，m；A—换热管截面积，㎡；μ—定性温度下空气的粘度，P a·S；λ—定性温度下空气的导热系数，W/（m·℃）；a—对流传热系数，W/（㎡·℃）；当流体被加热时，n=0.4；被冷却时，n=0.3。

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12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；35—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数α1。

②对α1的实验数据进行线性回归，求关联式nu=ARem 中常数A、m的值。

2、波纹管①测定6～8个不同流速下波纹管换热器的对流传热系数α1。

②对α1的实验数据进行线性回归，求关联式nu=bRem 中常数b、m的值。

四、实验原理1．准数关联影响对流传热的因素很多，根据因次分析得到的对流传热的准数关联为：nu=cRemprngrl式中c、m、n、l为待定参数。

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 55.110.60 48.781.10 23.61采用已有数据计算出对流传热系数的值如下：ρ1 998kg/m³μ 1.004×10^{-3}N/s·m²Q 0.293WL 0.15mλ 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)。

对流传热的实验分析导言：热传导是物质内部的热量传递方式，而对流传热则是通过流体的运动来传递热量。

对流传热在自然界和工程领域都有广泛的应用。

本文将通过对流传热的实验分析，探讨其机理和影响因素。

一、实验设备和方法在对流传热的实验中，我们通常会使用一个加热器和一个冷却器。

加热器中的流体被加热，然后通过管道流动到冷却器中，从而实现热量的传递。

为了控制实验条件，我们需要测量加热器和冷却器中的温度、流速以及热量的转移率。

二、实验结果和讨论1. 温度分布在实验中，我们可以通过在加热器和冷却器中放置温度传感器来测量温度分布。

实验结果通常显示，在加热器中，温度随着距离加热源的远离而逐渐降低；而在冷却器中，温度随着距离冷却源的接近而逐渐升高。

这是因为加热器中的热量被流体吸收，并随着流动被带到冷却器中。

2. 热传递率实验中，我们可以通过测量加热器和冷却器中的温度差来计算热传递率。

热传递率是指单位时间内传递的热量。

实验结果显示，热传递率与流体的流速成正比。

当流速增加时，热传递率也随之增加。

这是因为流体的流动可以带走更多的热量，加快热量的传递速度。

3. 流体性质实验中，我们可以通过更换不同性质的流体来研究其对对流传热的影响。

实验结果表明，流体的热导率和比热容对对流传热起着重要作用。

热导率越大的流体，其传热能力越强；而比热容越大的流体，其储热能力越强。

因此，在工程应用中，我们可以根据需要选择合适的流体来实现高效的对流传热。

4. 几何形状实验中，我们还可以通过改变加热器和冷却器的几何形状来研究其对对流传热的影响。

实验结果显示，几何形状的改变会影响流体的流动状态，从而影响热量的传递。

例如，增加管道的弯曲会增加流体的阻力，降低热传递率；而增加表面积可以增加热量的传递速度。

结论：通过对流传热的实验分析，我们可以深入了解对流传热的机理和影响因素。

实验结果表明，对流传热是一种高效的热传递方式，其传热能力可以通过流速、流体性质和几何形状等因素进行调控。

对流传热系数测定实验一、实验目的a)测定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定方法。

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)通过实验提高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、实验装置实验装置如图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、出口管道、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. 空气流量调节阀 F3. 蒸汽流量调节阀8. 加水装置F4. 进水阀 13. 蒸汽发生器 T. 蒸汽温度 t1、t2 . 空气进、出口温度 T w1、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置。

进入套管换热器的空气进、出口温度t1、t2分别由铜—康铜热电偶测出。

换热管两端管壁温度T w1、T w2同样也分别由埋在内管（紫铜管）外壁上的铜—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PT100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：φ20×2 mm ，换热管有效长度为1200mm ，待测的空气温度、压力、流量、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面的两侧流动，两流体不直接接触，通过固体壁面进行传热。