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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。
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。
传热实验一、实验目的1、熟悉套管换热器、列管换热器的结构及操作方法；2、通过对套管换热器空气-水蒸汽传热性能的实验研究，掌握对流传热系数的测定方法；3、确定套管传热管强化前后内管中空气的强制湍流换热关联式，并比较强化传热前后的效果；4、通过对列管换热器传热性能实验研究，掌握总传热系数K 的测定方法，并对变换面积前后换热性能进行比较。
二、实验原理1、普通套管换热器传热系数测定及准数关联式的确定：(1)对流传热系数i α的测定：对流传热系数i α可以根据牛顿冷却定律，通过实验来测定。
i i i mQ S t α=⨯⨯∆(1)i i m iQ t S α=∆⨯(2)式中：i α—管内流体对流传热系数，W/(m 2·℃)；i Q —管内传热速率，W ；i S —管内换热面积，m 2；m t ∆—壁面与主流体间的温度差，℃。
平均温度差由下式确定：m w t t t∆=-(3)式中：t —冷流体的入口、出口平均温度，℃；w t —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，w t 用来表示，由于管外使用蒸汽，所以w t 近似等于热流体的平均温度。
管内换热面积：i i iS d L π=(4)式中：i d —内管管内径，m ；i L —传热管测量段的实际长度，m 。
由热量衡算式：21()i i pi i i Q W c t t =-(5)其中质量流量由下式求得：3600i i i V W ρ=(6)式中：i V —冷流体在套管内的平均体积流量，m 3/h ；pi c —冷流体的定压比热，kJ/(kg·℃)；i ρ—冷流体的密度，kg/m 3；pi c 和i ρ可根据定性温度查得，122i i m t t t +=为m 冷流体进出口平均温度；1i t 、2i t 、w t 、i V 可采取一定的测量手段得到。
(2)对流传热系数准数关联式的实验确定：流体在管内作强制湍流，被加热状态，准数关联式的形式为：m ni i i Nu ARe Pr =(7)其中：i i i i d Nu αλ=，i i i i i u d Re ρμ=，pi i i ic Pr μλ=。
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。
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 ⋅⋅=a A 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 ，βg ΔT 则：α=f （ρ，μ，λ，c p ，l ，u ，βg ΔT ） 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, λ 4）无量纲化非基本变量α：Nu ＝αl/λ u: Re ＝ρlu/μ c p : Pr ＝c p μ/λ βg ΔT : Gr ＝βg ΔT l 3ρ2/μ2 5）原函数无量纲化 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： 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。
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。
江苏大学化工原理实验报告系别：制药工程班级：制药0902姓名：蔡建明学号：3090902054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取分析和强化传热过程，并实验之。
二、实验原理根据传热方程Q=KA Δt,只要测得传热速率Q 、有关各温度和传热面积，即可算出传热系数K 。
在实验中，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1Q 与自来水得到的热量2Q 应相等，但实际上因热损失的存在，此两热量不等，实验中以2Q 为准。
三、实验流程及设备本实验装置由列管换热器、风机、空气电加热器、管路、转子流量计、温度计等组成。
空气走管程，水走壳程。
列管式换热器的传热面积由管径、管数和管长进行计算。
四、实验步骤及操作要领1、熟悉设备流程，掌握各阀门、转子流量计和温度计的使用。
2、在实验开始时，先开水路，再开气路，最后再开加热器。
3、控制所需的气体和水的流量。
4、待系统稳定后，记录水的流量、进出口温度，记录空气的流量和进出口温度，记录设备的有关参数。
重复1次。
5、保持空气的流量不变，改变自来水的流量，重复第四步。
6、保持第四步水的流量，改变空气的流量，重复第四步。
7、实验结束后，关闭加热器、风机和自来水阀门。
五、实验数据记录和整理1、设备参数和有关常数m换热面积: 0.422、实验数据记录表六、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: 以第一组数据为例，计算过程如下：由m t KA Q ∆=，得mt A QK ∆=其中：A=0.42m ，s J t t C W Q c c /00.672)7.175.22(4200033.0)(12=-⨯⨯=-=Ｃ；Ｃ ，Ｃ；Ｃ ，Ｃ ；Ｃ，︒︒︒︒︒︒=-=-=∆=-=-=∆====9.107.176.2860.875.2210.1105.227.176.2810.1101212122121t T t t T t t t T TC t t t t t m ︒=-=∆∆∆-∆=∆80.369.1060.87ln 9.1060.87ln 1212 带入K 式，得K m W t A Q K m 2/65.4580.364.000.672=⨯=∆=2、对比不同操作条件下的传热系数，分析数值，你可得出什么结论?答:K 值总是接近热阻大的流体侧的α值，试验中，提高空气侧的α值以提高K 值。
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。
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姓名：江海洋 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： nm 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。
实验四传热实验、实验目的(1) 了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。
(2) 学会给热系数测定的实验数据处理方法。
(3) 观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。
(4) 掌握热电阻测温的方法。
(5) 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过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面(传热元件)进行热量交换，称为间壁式换热。
如图(4 - 1)所示，间壁式传热过程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所组成。
图4-1间壁式传加程示意图达到传热稳定时，有Q -—爲)=卿/■沖仏一人.)-%4(丁-為)輛-场血(斥-咖式中：Q —传热量，J / s ;m —热流体的质量流率，kg / sC PI—热流体的比热，J / (kg ? C)；T i —热流体的进口温度，C；T2 —热流体的出口温度，C；m —冷流体的质量流率，kg / s (4-1 )TC p2 —冷流体的比热，J /（kg ? C ）；11 —冷流体的进口温度，C；t2 —冷流体的出口温度，C；2:-1 —热流体与固体壁面的对流传热系数，W / （mC ）; A—热流体侧的对流传热面积，m；"；| —热流体与固体壁面的对数平均温差，C；2:-2 —冷流体与固体壁面的对流传热系数，W / （mC ）；A—冷流体侧的对流传热面积，m；|f\ —固体壁面与冷流体的对数平均温差，C；K —以传热面积A为基准的总给热系数，W / （m 2C）；—冷热流体的对数平均温差，C；热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算,—［「J（4 - 2）亠4 一5式中：T1 —热流体进口处热流体侧的壁面温度，C；TA2 —热流体出口处热流体侧的壁面温度，C。
固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（4—3）计算,r - ：（4 —3）In切7式中：t wi —冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，C；t W2 —冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，C。
实验名称：传热膜系数测定实验实验日期：2023年X月X日实验地点：化工实验教学中心实验目的：1. 理解传热的基本原理，包括热传导、对流传热和辐射传热。
2. 掌握传热膜系数的测定方法及其影响因素。
3. 熟悉传热实验装置的操作与使用。
4. 提高实验数据处理和分析能力。
实验原理：传热是指热量从高温区域传递到低温区域的过程。
传热的基本方式有三种：热传导、对流传热和辐射传热。
1. 热传导：热量通过固体材料从高温区域传递到低温区域。
傅里叶定律描述了热传导的规律，即热传导速率与温度梯度成正比，与材料的导热系数和截面积成正比。
2. 对流传热：热量通过流体（如空气、水）从高温区域传递到低温区域。
牛顿冷却定律描述了对流传热的规律，即对流传热速率与传热系数、温差和传热面积成正比。
3. 辐射传热：热量通过电磁波从高温区域传递到低温区域。
四次方定律描述了辐射传热的规律，即辐射传热速率与物体表面温度的四次方成正比。
本实验主要研究对流传热，即流体（如空气）在管道内流动时，与管道壁面之间的热量交换。
实验装置与仪器：1. 套管换热器2. 热电偶3. 数据采集与控制软件4. 计算器实验步骤：1. 将套管换热器安装好，并连接好热电偶和传感器。
2. 调节加热器，使管道内流体温度达到预定值。
3. 打开风机，使流体在管道内流动。
4. 采集流体进出口温度、管道壁面温度等数据。
5. 利用数据采集与控制软件对数据进行处理和分析。
实验结果与分析：1. 传热膜系数的测定：根据实验数据，计算出传热膜系数。
2. 影响传热膜系数的因素：分析流体流速、温度、管道直径等因素对传热膜系数的影响。
3. 强化传热的途径：探讨如何通过改变流体流速、增加管道表面积、使用高效传热材料等方法来提高传热效率。
实验结论：1. 通过本实验，掌握了传热的基本原理和传热膜系数的测定方法。
2. 理解了影响传热膜系数的因素，并提出了强化传热的途径。
3. 提高了实验数据处理和分析能力。
实验总结：本实验是一次成功的传热实验，通过实验，我们对传热的基本原理和传热膜系数的测定方法有了更深入的了解。
一、实验目的1. 通过对简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数α i的测定方法，加深对其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=AR mePr 0.4中常数 A 、 m 的值。
二、实验原理 ( 1)传热过程基本原理 传热是指由于温度差引起的能量转移， 又称热传递。
由热力学第二定律可知， 凡是有温度差存在时，热量就必然发生从高温处传递到低温处， 因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。
总传热系数K 是评价换热器性能的一个重要参数， 也是对换热器进行传热计算的依据。
对于已有的换热器，可以通过测定有关数据，如设备尺寸、流体的流量和温度等，然后由传热速率方程式( 1-1 )计算 K 值。
传热速率方程式是换热器传热计算的基本关系。
在该方程式中，冷、热流体的温度差△ T 是传热过程的推动力，它随传热过程冷热流体的温度变化而改变。
传热速率方程式??= ??× ??× ??Tm( 1-1 )所以对于总传热系数 ??= ???×? ??× (??2-T 1)/(??× ??Tm) (1-2)式中： Q 热量 (W)；S 传热面积(m 2) ；△ T m -- 冷热流体的平均温差 ( ℃ ) ； △ ????= ??w-Tm实验时间 2020 年 5 月 14 日 传热综合实验(一) 成绩 _____ 指导老师 _______________________K 总传热系数(W/(m2·℃)) ；CP 比热容(J/(kg · K)) ；W -- 空气质量流量(kg/s) ；△T=T2-T1 冷物流温度差(℃ )。
换热器的面积：????= ??????? ( 1-3) 式中：d i—内管管内径，m；L i —传热管测量段的实际长度，m；平均空气质量流量????=??????36001-4)2× ???????1= ?0?× ??0 × √2× ????????1体积流量??1式中： c 0 孔板流量计孔流系数， c 0=0.65；A0 孔的面积， m 2； d 0 孔板孔径， m ；??? -?--- 孔板两端压差， Pa ；传热准数 ??ui= ????id ?i ?普朗特准数 ??ri=???p ?i??????（ 2）换热器简介套管式换热器：是用管件将两种尺寸不同的标准管连接成为同心圆的套管。
总传热系数与对流传热系数的测定一、实验目的1．了解间壁式换热器的结构与操作原理； 2．学习测定套管换热器总传热系数的方法； 3．学习测定空气侧的对流传热系数；4．了解空气流速的变化对总传热系数的影响。
二、实验原理本实验采用套管式换热器，热流体走管间，为蒸汽冷凝，冷流体走内管，为空气。
该传热过程由水蒸气到不锈钢管外管壁的对流传热、从外管壁到内管壁的传导传热、内管壁到冷水的对流传热三个串联步骤组成。
实验流程如图1所示。
图1. 传热实验装置流程图1-空气流量调节阀 2-转子流量计 3-蒸汽调节阀 4-蒸汽压力表 5-套管换热器 6-冷凝水排放筒 7-旋塞 8-空气进口温度计 9-空气出口温度计 10-不凝气排放口套管换热器5由不锈钢管（或紫铜管）内管和无缝钢外管组成。
内管的进出口端各装有热电阻温度计一支，用于测量空气的进出口温度。
内管的进、出口端及中间截面外壁表面上，各焊有三对热电偶，型号为WRNK-192。
不锈钢管规格Φ21.25⨯2.75，长1.10米 S=πd o L=0.0734m 2 紫铜管Φ16⨯2，长1.20米 S=πd o L=0.0603m 2 转子流量计（空气，0~20m 3/h ，20℃） 数字显示表SWP-C40此设备的总传热系数可由下式计算：mt S QK ∆⋅=其中 ()()出进出进t T t T t T t T t m -----=∆ln式中：Q ——传热速率，W ；S ——传热面积，m 2；S=πd o Lm t ∆——对数平均温度差，℃T ——饱和蒸汽温度，℃，根据饱和蒸汽压力查表求得；出进、t t ——分别为空气进、出口温度，℃。
通过套管换热器间壁的传热速率，即空气通过换热器被加热的速率，用下式求得：()进出t t c m Q p s -⋅⋅=， W其中，C p 应取进、出口平均温度下空气的比热容。
W=V s ⋅ρ，其中ρ为进口温度下空气的密度。
对流传热系数的计算公式为m t S Q ∆⋅⋅=α式中S ─内管的内表面积，m 2；α─空气侧的对流传热系数，W/(m 2⋅︒C)；∆t m ─空气与管壁的对数平均温度差，︒C 。
化工原理实验报告传热化工原理实验报告：传热引言：传热是化工过程中不可或缺的一环，它涉及到热量的传递和转化。
在化工实验中，我们经常需要进行传热实验，以研究物质在不同温度下的传热特性。
本次实验旨在探究传热的基本原理，并通过实验数据分析，验证传热方程式的准确性。
实验目的：1. 了解传热的基本原理和传热方式；2. 掌握传热方程式的计算方法；3. 分析实验数据，验证传热方程式的准确性。
实验原理：传热是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。
根据传热方式的不同，传热可以分为三种形式：传导、对流和辐射。
传导是指热量通过物质内部的分子间传递。
在实验中，我们使用了传导传热的方式，通过热板将热量传递给试样，进而测量试样的温度变化。
传导传热的速率与试样的导热系数、面积、温度差以及传热距离有关。
实验步骤：1. 准备实验所需材料：热板、试样、温度计等；2. 将试样放置在热板上，并将温度计插入试样中；3. 打开热板，设置合适的温度，开始传热实验；4. 记录试样的初始温度和时间，随后每隔一段时间记录一次试样的温度；5. 实验结束后，整理实验数据，进行数据分析。
实验数据分析：通过实验记录的数据，我们可以计算出试样的传热速率、传热系数以及传热面积。
根据传热方程式，传热速率与传热系数、传热面积和温度差成正比。
通过对实验数据的处理，我们可以验证传热方程式的准确性。
实验结果表明，传热速率随着温度差的增大而增大，与传热系数和传热面积成正比。
这与传热方程式的预测结果一致。
同时，我们还可以根据实验数据计算出试样的导热系数，用以评估试样的传热性能。
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。
通过实验数据的分析，我们验证了传热方程式的准确性，并掌握了传热方程式的计算方法。
这对于化工工程师在实际工作中的传热设计和优化具有重要意义。
传热在化工过程中起着至关重要的作用。
通过深入研究传热原理和实验，我们可以更好地理解物质的传热特性，为化工工艺的设计和改进提供科学依据。
化工原理实验之传热试验传热试验是化工原理实验中具有重要意义的一项实验，试验目的是研究传热现象，了解传热规律，以及对传热理论进行实际检验。
本次实验主要包括对传热现象进行观察、测量传热速率和传热系数、验证传热公式等内容。
一. 实验原理1.传热基本原理传热是指物质内部或不同物质之间由于温度差而造成的能量传递现象。
传热方式主要有三种：传导、对流和辐射。
传导是指热量沿着物体内部的分子间传递，是热量在不需要物质的输送下传递的一种方式。
对流是指热量通过流体的对流传递，是热量通过可流动的物质实现的传递。
辐射是指热能通过电磁波的形式传播，是热量不需要介质的传递。
2.传热系数的定义传热系数是描述物质之间传热的一个参数。
它体现了传热时热量流动速率和温度差之间的比例关系，通常用W/m2·K或kcal/h·m2·K来表示。
传热系数取决于具体的传热方式、传热介质以及传热表面的性质等，因此无法精确确定，需要通过实验的方法进行测量。
3.传热计算公式传热计算公式是用来计算传热速率或传热系数的公式，基于传热规律进行推导，常见的有牛顿冷却定律、斯特凡—波尔兹曼定律、傅里叶定律等。
二. 实验器材本次实验所需的器材包括传热试验装置、恒温水槽、电热膜、狭缝式温度计等。
三. 实验步骤1.打开仪器的电源，使恒温水槽内的水温恒定在设定值。
2.将试验装置放入恒温水槽中，调整好试验装置和热源之间的距离。
3.测量试验装置与水温之间的温度差。
4.将电热膜接通电源，记录下电热膜的功率大小。
5.运用实验数据计算出试验装置的传热速率和传热系数。
四. 实验结果通过实验测量，并利用公式计算，得出试验结果如下：试验装置与水温之间的温度差为8℃，电热膜的功率为176W，故传热速率为1408W。
根据实际测量数据，计算得出传热系数为87.13W/m2·K。
本次传热试验的主要目的在于了解传热现象及其规律，测量传热速率和传热系数以及验证传热公式。
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姓名： 江海洋 2010011136 王彬 刘玥波 方君F 传热膜系数测定实验同组人员: 实验名称: 实验日期:2012.11.28、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a 及Nu ，做出lg (Nu/Pr0.4 )〜IgRe 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 a A二、 实验目的1掌握传热膜系数a 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a 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100C 的热蒸汽，壁内侧热阻 1/ a 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a,当流体无相变时对流传热准数关系式的一般形 式为：Nu A Re m Pr n Gr p对于强制湍流有：Nu A Re m Pr n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lg -N ?4 lg A mlg Re Pr .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其中 Redu一 , Pr CP一, Nu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，由牛顿传热膜系数测定实验入方程中，则可得到系数 A ，即ANu0.4mPr Re冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数值，进而求得Nu 值。
牛顿冷却定律为Q A t m其中a ――传热膜系数，W/(m2 ? °C);Q――传热量，W;A——总传热面积，m2;&m ――管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，C。
传热量可由下式求得Q W C p t2 t1 / 3600 V C p t2 t1 / 3600其中W ――质量流量，kg/h ;cp――冷空气的比定压热容，J ( kg?C)；t1,t2――冷空气的进，出口温度，C；P -- 定性温度下流体密度，kg/m3 ;V——冷空气体积流量，m3/h。
空气的体积流量由孔板流量计测得，其流量V与孔板流量计压降△ p的关系为0.54V 26.2 p式中，△ p --- 孔板流量计压降，kPa;V——空气流量，m3/h。
四、实验流程图5 S套管式换热实验装置和流程1-风机，2-孔板流量计，3-空气流量调节阀，4-空气入口测温点，5-空气出口测温点，6-水蒸气入口壁温，7-水蒸气出口壁温，8-不凝性气体放空阀，9兴凝水回流管，10-蒸汽发生器，11-补水漏斗，12-补水阀，13-排水阀1、设备说明本实验空气走内管，蒸汽走管隙（玻璃管）。
内管为黄铜管，其内径为0.020m,有效长度为1.25m。
空气进、出口温度和管壁温度分别由铂电阻（Pt100）和热电偶测得。
测量空气进、出口的铂电阻应置于进、出管得中心。
测量管壁温度用一支铂电阻和一支热电偶分别固定在管外壁两端。
孔板流量计的压差由压差传感器测得。
本实验使用的蒸汽发生器由不锈钢材料制成，装有玻璃液位计，加热功率为 1.5kW。
风机采用XGB型漩涡气泵，最大压力17.50kPa最大流量100m3/h。
2、采集系统说明（1）压力传感器本实验装置采用ASCOM5320型压力传感器，其测量范围为0~20kPa。
（2）显示仪表在实验中所有温度和压差等参数均可由人工智能仪表读取，并实验数据的在线采集与控制，测量点分别为：孔板压降、进出口温度和两个壁温。
3、流程说明本实验装置流程图如下所示，冷空气由风机输送，经孔板流量计计量以后，进入换热器内管（铜管），并与套管环隙中的水蒸气换热。
空气被加热后，排入大气。
空气的流量由空气流量调节阀调节。
蒸汽由蒸汽发生器上升进入套管环隙，与内管中冷空气换热后冷凝，再由回流管返回蒸汽发生器。
放气阀门用于排放不凝性气体，在铜管之前设有一定长度的稳定段，用于消除端效应。
铜管两端用塑料管与管路相连，用于消除热效应。
五、实验操作1检查蒸汽发生器中的水位，使其保持在水罐高度的1/3~2/3 。
2、按下总电源开关，关闭蒸汽发生器补水阀，启动风机，接通蒸汽发生器的发热电源，保持放气阀打开，调整好热电偶位置。
3、用计算机控制风机频率为50Hz,待仪表数值稳定后，记录数据；再每降低3Hz取一实验点，同样等仪表数值稳定后，记录数据，重复实验，12~13次。
4、将静态混合器插入管中，并将其固定，再次调整好热电偶温度计，将风机频率调回50Hz，待仪表数值稳定后，记录数据；每降低3Hz取一实验点，同样等仪表数值稳定后，记录数据，重复实验，12~13次。
5、实验结束后，先停蒸汽发生器电源，再停风机，清理现场，给蒸汽发生器灌水。
六、实验数据处理1、测定空气普通对流传热膜系数(l=1.25,d=0.020m)表一：空气普通膜系数测定实验数据定性温度t= (t1+t2 ) / 2= ( 39.9+67.1) / 2=53.5 C查得此定性温度下的物性参数为Cp=1.0294 KJ?Kg-1?<-1p =1.2715.0035*53.5=1.08425<g?m-3□ = .71+0.005*53.5)*10 =1.98*105Pa?s入=.4513+0.0074*53.5)*10 =0.028472W?m i1?K-1换热面积A= n dl= n *0.02*1.25=0.079m对数平均温度4m=[(T1-t2)-(T2-t1)]/ln[(T1-t2)/(T2-t1)]=[(99.5-67.1)-(100.1-39.9)]/l n[(99.5-67.1)/(100.1-39.9)] =44.93629C 冷空气的体积流量V=26.2? ZP 0.54=26.2*1.9054=37.99111m?i-1传热膜系数a = p t2-t1) /3600/A/ Ztm=1.073925*37.99111*1.0294*1000*(67.1-39.9)/3600/0.079/44.93629=113.5302W?m2?K-1Nu=d a /入=0.023.5302/0.028472=79.74868Pr=0.7063-2*104*53.5=0.71497 u=V*4/ n /d3600=37.99111*4/ n /0.02/3600= 33.60855m/s Re=d p u/ 卩=0.008425*33.60855/1.98*1-0=36854.68792Nu/Pr0.4=79.74868/0.71497.4=91.202742、测定空气强化对流传热膜系数（l=1.25,d=0.020m，加入混合器）定性温度t= (t1+t2) / 2= (39.7+76.4 / 2=58.05 C查得此定性温度下的物性参数为Cp=1.028121 KJKg-1?K-1p =1.2710.0035*58.05=1.06832Kg?m-3U = .71+0.005*58.05)*10 =2*10-5Pa?sX=.4513+0.0074*58.05)*1-0=0.028809W?m i1? K-1换热面积A= n dl= n *0.02*1.25=0.079m对数平均温度Am=[(T1-t2)-(T2-t1)]/ln[(T1-t2)/(T2-t1)]=[(99.6-76.4)-(100-39.7)]/l n[(99.6-76.4)-(100-39.7)]=38.90705C冷空气的体积流量V=26.2? ZP 0.54=26.2*1.1卑54二28.12095m i?h1传热膜系数a = p t2-t1) /3600/A/ Ztm=1.068325*28.12095*1.028121*1000*(76.4-39.7)/3600/0.079/38.90705 =128.8704W?m i2?K-1Nu=d a / 入=0.028.8704/0.028809=89.46629Pr=0.7063-2*10'4*58.05=0.713846u=V*4/ n /d3600= 28.12095*4/ n /0.0^3600= 24.87699m/sRe=d p u/ 卩=0.0068325*24.87699/2*10=26573.38442Nu/Pr 0.4= 89.46629/0.7138464=102.3805612七、实验结果做图及分析根据表一、表二中的数据分别做出普通和强化后的Nu/pr 0.4与Re双对数关系曲线如下:普通10000 100000结果分析:1 •由excel软件线性拟合的直线见上图，读取直线斜率并在直线上任取一点得：(1)正常条件下空气普通对流传热：A=0.014, m=0.82,Nu=0.014*Re0'82*Pr0'4(2)强化条件下空气强化对流传热：A=0.029, m=0.79, Nu=0.029* Re)'79*Pr0'42•由上图可知，强化条件下传热较正常情况下好，因为加入静态混合器后，增大了空气的湍动程度，有利于传热。
但加入静态混合器是以增大能量的阻力损失为代价的，因此在强化过程传热的措施重要考虑到兼顾传热效率和能量损失，以获得最大的效益。
3．化工原理课本上介绍的公式为Nu=0.023*Re0.8*Pr0.4，实验结果与之有一定误差的可编辑文本主要原因：(1)蒸汽所在的玻璃管内有冷凝液积存于黄铜管上，从而降低了传热系数。
(2)在进行传热热量计算时，为了简化实验计算，近似以a代替总传热系数K，即令Q= aA Atm。
( 3)改变压降后，度数时间间隔太短，从而传热体系未达到稳定状态，造成读数与实际情况不相符。
八、思考题1、本实验中管壁温度应接近蒸汽温度还是空气温度？为什么？答：管壁温度应接近于蒸汽温度。
因为水蒸气膜状冷凝的对流给热系数很大( 5500~500) 而空气的强制对流给热系数相对很小( 10~100)，所以水蒸汽与管壁的传热速率远远大于空气与管壁的传热速率，从而管壁温度更接近于蒸汽温度。
2、管内空气流动速度对传热膜系数有何影响？当空气速度增大时，空气离开热交换器时的温度将升高还是降低？为什么？答：管内空气流动速度的改变将直接影响传热膜系数的大小。
