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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：传热实验化工传热综合实验一、实验装置的根本功能和特点本实验装置是以空气和水蒸汽为介质，对流换热的简单套管换热器和强化内管的套管换热器。
通过对本换热器的实验研究，可以掌握对流传热系数α i 的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。
并应用线性回归分析^p 方法，确定关联式 Nu=ARemPr0.4 中常数A 、 m 的值。
通过对管程内部插有螺旋线圈的空气-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 ，理解强化传热的根本理论和根本方式。
实验装置的主要特点如下：1.实验操作方便,平安可靠。
2.数据稳定,强化效果明显，用图解法求得的回归式与经历公式很接近。
3.水,电的耗用小,实验费用低。
4.传热管路采用管道法兰联接,不但密封性能好,•而且拆装也很方便。
5.箱式构造，外观整洁，挪动方便。
二、强化套管换热器实验简介强化传热又被学术界称为第二代传热技术，它能减小初设计的传热面积，以减小换热器的体积和重量；进步现有换热器的换热才能；使换热器能在较低温差下工作；并且可以减少换热器的阻力以减少换热器的动力消耗，更有效地利用能和资金。
强化传热的方法有多种，本实验装置是采用在换热器内管插入螺旋线圈的方法来强化传热的。
螺旋线圈的构造图如图 1 所示，螺旋线圈由直径 3mm 以下的铜丝和钢丝按一定节距绕成。
将金属螺旋线圈插入并固定在管内，即可构成一种强化传热管。
在近壁区域，流体一面由于螺旋线圈的作用而发生旋转，一面还周期性地受到线圈的螺旋金属丝的扰动，因此可以使传热强化。
由于绕制线圈的金属丝直径很细，流体旋流强度也较弱，所以阻力较小，有利于节省能。
螺旋线圈是以线圈节距 H 与管内径 d 的比值技术参数，且长径比是影响传热效果和阻力系数的重要因素。
科学家通过实验研究总结了形式为mB Nu Re 的经历公式，其中 B 和 m 的值因螺旋丝尺寸不同而不同。
一、实验名称冷空气-蒸汽的对流传热实验二、实验目的(1)测定冷空气-蒸汽在套管换热器中的总传热系数K 。
(2)测定冷空气在光滑套管内的给热系数。
(3)测定冷空气在螺旋套管内的给热系数。
(4)比较冷空气在光滑套管内和螺旋套管内的传热性能，绘制Nu 与Re 之间的关系曲线。
(5)熟悉温度、流量等化工测试仪表的使用。
三、实验原理（1）冷空气-蒸汽的传热速率方程： m Q KA t =∆1212ln m t t t t t ∆-∆∆=∆∆21()v p Q q c t t ρ=-实验测得冷空气流量v q 、冷空气进出换热器的温度12t t 、；蒸汽在换热器内温度T ，可得K 。
（2）总热阻为1112211m bd d K h kd h d =++ 冷空气走管程，由于蒸汽2h 较大，k 较大，可忽略后两项，即1h K ≈。
（3）流体在圆形直管中强制对流时，'Re Pr mn Nu C =其中11h d Nu k =，Re du ρμ=，1Pr p c k μ=。
对冷空气而言，在较大温度范围内Pr 基本不变，取0.7；流体加热，0.4n =，可简化为Re mNu C =，改变流量，Re Nu 、改变，双对数坐标下作Re Nu 和关系是一条直线，拟合此直线方程，即为Re Nu 和的准数方程。
四、实验装置图及主要设备（包括名称、型号、规格）(1)实验装置示意图如下图所示（冷空气走管程）：图1 对流传热实验装置示意图1-涡轮流量计；2，3，7，10-球阀；4，5，8，9，11，12，14，15，18，19-温度传感器；6-冷凝水收集杯；13-蒸汽发生器；16-闸阀；17-消音器；20-风机；1#，2#-换热器(2) 设备及仪表。
设备:风机、蒸汽发生器、普通套管换热器、螺旋套管换热器、消音器。
仪表:气体涡轮流量计、差压变送器、温度变送器、温度控制器、无纸记录仪、液位计。
五、实验步骤(1)熟悉传热实验装置及仪表使用，检查设备，做好实验操作准备。
一、实验课程名称：化工原理二、实验项目名称：空气－蒸汽对流给热系数测定 三、实验目的和要求：1、 了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。
2、 掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。
3、 学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。
四、实验内容和原理实验内容：测定不同空气流量下进出口端的相关温度，计算α，关联出相关系数。
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。
达到传热稳定时，有()()()()m m W M W p p t KA t t A T T A t t c m T T c m Q ∆=-=-=-=-=221112222111αα （4－1）热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算，()()()22112211ln W W W W m W T T T T T T T T T T -----=- （4－2）式中：T W 1 －热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃；T W 2 －热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。
固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（4—3）计算，()()()22112211ln t t t t t t t t t t W W W W m W -----=- （4－3）式中：t W 1 － 冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，℃；t W 2 － 冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，℃。
热、冷流体间的对数平均温差可由式（4—4）计算，()()12211221m t T t T ln t T t T t -----=∆ （4－4）δ TT W t Wt图4－1间壁式传热过程示意图当在套管式间壁换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以冷空气或水进行对流传热系数测定实验时，则由式（4－1）得内管内壁面与冷空气或水的对流传热系数，()()MW p t t A t t c m --=212222α （4－5）实验中测定紫铜管的壁温t w1、t w2；冷空气或水的进出口温度t 1、t 2；实验用紫铜管的长度l 、内径d 2，l d A 22π=；和冷流体的质量流量，即可计算α2。
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。
物理化学实验报告实验名称：对流给热系数测定实验学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：姓名：学号指导教师：日期：一、实验目的1、掌握传热膜系数的测定方法；2、通过实验，掌握确定传热膜系数准数关联式中的系数A和指数m的方法；3、通过实验提高对传热膜系数准数关联式的理解，并分析影响传热膜系数的因素，了解工程上强化传热的措施。
二、实验原理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：Nu=A×Re m×Pr n×Gr p (4-1)对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故Nu=A×Re m×Pr n(4-2) 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：lg(Nu/Pr0.4)=lgA + mlgRe (4-3)在双对数坐标纸上作图，找出直线斜率，即为方程的指数m。
在直线上任取一点的函数值代入方程中，则可得到系数A，即：A=Nu/(Pr0.4×Re m) (4-4) 用图解法，根据实验点确定直线位置有一定的人为性。
而用最小二乘法回归，可以得到最佳关联结果。
应用微机，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A、m、n。
对于方程的关联，首先要有Nu、Re、Pr的数据组。
其准数定义式分别为：Nu=αd/λ，Re=duρ/μ，Pr=Cpμ/λ实验中改变空气的流量以改变Re准数的值。
根据定性温度(空气进、出口温度的算术平均值)计算对应的Pr准数值。
同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数α值进而算得Nu准数值。
牛顿冷却定律：Q=α×A×△t m (4-5)(tw-t1)-(tw-t2)△t m =ln(tw-t1)/(tw-t2)式中：α—传热膜系数，[W/(m2×℃)]；Q—传热量，[W]；A—总传热面积，[m2]；△t m—管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，[℃]；tw—蒸汽平均温差，[℃]。
化工原理实验之对流传热实验————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:ﻩ化工原理实验报告之传热实验学院学生姓名专业学号年级二Ο一五 年 十一月一、实验目的1.测定冷空气—热蒸汽在套管换热器中的总传热系数Ｋ; ２．测定空气或水在圆直管内强制对流给热系数；3.测定冷空气在不同的流量时,Ｎu 与Re 之间的关系曲线，拟合准数方程。
二、实验原理（1）冷空气-热蒸汽系统的传热速率方程为m t KA Q ∆=)ln(2121t t t t t m ∆∆∆-∆=∆，11t T t -=∆,22t T t -=∆ )(21t t C V Q p -=ρ式中，Q —单位时间内的传热量，W ;A —热蒸汽与冷空气之间的传热面积,2m ,dl A π=; m t ∆—热蒸汽与冷空气之间的平均温差,℃或K K —总传热系数,)℃/(2⋅m W ;d —换热器内管的内直径,d =２0m ｍ l —换热器长度,l ＝1．3m ；V —冷空气流量,s m /3；pC 、ρ—冷空气密度，3/m kg 空气比热，kg J /；21t t 、—冷空气进出换热器的温度，℃； T —热蒸汽的温度,℃。
实验通过测量热蒸汽的流量V,热蒸汽进、出换热器的温度T １和T 2 （由于热蒸汽温度恒定,故可直接使用热蒸汽在中间段的温度作为T),冷空气进出换热器的温度t １和ｔ2,即可测定K 。
(2)热蒸汽与冷空气的传热过程由热蒸汽对壁面的对流传热、间壁的固体热传导和壁面对冷空气的对流传热三种传热组成,其总热阻为:2211111d h d d bd h K m ++=λ 其中,21h h 、—热空气，冷空气的给热系数，)℃/(⋅m W ；21d d d m 、、—内管的内径、内外径的对数平均值、外径，m ； λ—内管材质的导热系数，)℃/(⋅m W 。
在大流量情况下,冷空气在夹套换热器壳程中处于强制湍流状态,h2较大,221d h d 值较小;λ较大,md dλ1值较小，可忽略，即 1h K ≈（３）流体在圆形直管中作强制对流时对管壁的给热系数关联式为n m C Nu Pr Re '=。
整理人 尼克化工原理实验之对流传热实验化工原理实验指导书化工原理教研室2014年编制目录实验一流动过程综合实验 (4)实验二过滤实验 (11)实验三传热实验（水-水蒸汽、空气-水蒸汽给热系数测定和传热综合实验） (15)传热实验一水-水蒸汽给热系数测定 (15)传热实验二空气-水蒸汽给热系数测定 (20)传热实验三传热综合（空气和水蒸汽）实验 (23)实验四吸收与解吸综合实验 (29)实验五精馏实验 (34)实验六萃取实验（填料萃取塔、振动筛板萃取塔） (39)萃取实验一填料萃取塔 (39)萃取实验二振动筛板萃取塔 (44)实验七干燥实验（洞道干燥、流化床干燥） (48)干燥实验一洞道干燥 (48)干燥实验二流化床干燥 (52)附件：《化工原理实验》教学大纲？？？？？？？？？？？？实验一流动过程综合实验1 实验目的（1）掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。
（2）识别组成管路的各种管件、阀门的结构、使用方法和性能。
（3）学习压差计、流量计的使用方法。
（4）学习光滑直管和粗糙直管的摩擦系数λ与雷诺准数Re的测量方法，并验证流体处于不同流动类型时的λ与Re二者间的关系。
（5）测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数ξ。
（6）分别测定文丘里流量计流量标定曲线（流量-压差关系）及流量系数和雷诺数之间的关系曲线（C-Re关系）。
（7）了解离心泵的结构、操作方法，掌握离心泵特性曲线测定方法，掌握离心泵管路特性曲线的测定方法，加深对离心泵性能的理解。
2 基本原理2.1 直管摩擦系数λ与雷诺数Re的测定对于不可压缩流体在水平等直径直管内作定态流动，根据伯努利方程有：（1.1）（1.1）式中：h f—压头损失，J/kg；L—两测压点间直管长度，m；d—直管内径，m；λ—摩擦阻力系数；u—流体流速，m/s；ΔP f—直管阻力引起的压降，N/m2；ρ—流体密度，kg/m3。
将（1.1）式经适当变形，可以得到摩擦系数的表达式，即：（1.2）雷诺准数定义式如下：（1.3）（1.2）式中：µ—流体粘度，Pa.s。
化工传热实验原理传热是化工过程中常见的一个重要环节，它对于提高化工过程的效率和安全性具有至关重要的作用。
为了更好地理解和应用传热原理，化工传热实验成为了不可或缺的一部分。
本文将介绍化工传热实验的原理和一些常用的实验方法。
一、传热的基本原理传热是指热量从高温区域转移到低温区域的过程。
在化工过程中，常用的传热方式有三种：导热、对流和辐射。
1.1 导热导热是固体物质传热的一种方式，它是通过固体内部或不同固体间的分子振动或电子传递热量的过程。
导热的传热速率与固体的导热系数、温度差和传热距离有关。
1.2 对流对流是液体或气体传热的一种方式，它是通过流体中分子传递热量的过程。
对流传热可以分为自然对流和强制对流两种形式。
自然对流是指由密度差引起的上升和下降运动，如热水的循环。
而强制对流是外力（如泵、风扇）的作用引起的流动，如风冷却器中的空气流动。
1.3 辐射辐射是通过电磁波传递热量的一种方式，它可以在真空中传播。
所有物体都会发出热辐射，辐射的传热速率与物体的温度和表面特性有关。
二、化工传热实验方法为了研究和验证传热原理，并评估传热过程的特性，化工传热实验采用了多种方法。
下面将介绍一些常见的化工传热实验方法。
2.1 热传导实验热传导实验用于测量材料的导热性能以及探究传热过程中的热阻和热导。
实验中，通常采用热平衡法或热电偶法来测量热传导系数。
热平衡法通过测量材料两端的温度差来计算导热系数，而热电偶法则通过在材料中插入热电偶进行温度测量，从而计算导热系数。
2.2 对流传热实验对流传热实验用于研究流体的传热特性以及传热系数。
常见的对流传热实验包括采用垂直圆柱体或水平管道来测量流体的对流传热系数。
实验中，通过改变流体的流速、温度差以及材料的几何形状等因素，可以得到不同条件下的传热系数。
2.3 辐射传热实验辐射传热实验用于研究物体的辐射传热特性以及辐射传热率。
常见的辐射传热实验包括黑体辐射实验和灰体辐射实验。
实验中，通过测量物体的辐射率、温度差以及表面属性等因素，可以得到物体的辐射传热系数。
化工原理实验之对流传热实验化工原理实验报告之传热实验学院学生姓名专业学号年级二Ο一五年十一月一、实验目的1.测定冷空气—热蒸汽在套管换热器中的总传热系数K；2.测定空气或水在圆直管内强制对流给热系数；3.测定冷空气在不同的流量时，Nu与Re之间的关系曲线，拟合准数方程。
二、实验原理（1）冷空气-热蒸汽系统的传热速率方程为mt KA Q ∆= )ln(2121t t t t t m ∆∆∆-∆=∆，11t T t-=∆，22t T t -=∆)(21t t C V Q p -=ρ式中，Q —单位时间内的传热量，W ;A —热蒸汽与冷空气之间的传热面积，2m ，dl A π=; m t ∆—热蒸汽与冷空气之间的平均温差，℃或K K —总传热系数，)℃/(2⋅m W ； d —换热器内管的内直径，d =20mm l —换热器长度，l =1.3m ；V —冷空气流量，s m /3；pC 、ρ—冷空气密度，3/m kg 空气比热，kg J /;21t t 、—冷空气进出换热器的温度，℃； T —热蒸汽的温度，℃。
实验通过测量热蒸汽的流量V ，热蒸汽进、出换热器的温度T 1和T 2 （由于热蒸汽温度恒定，故可直接使用热蒸汽在中间段的温度作为T ）,冷空气进出换热器的温度t 1和t 2，即可测定K 。
（2）热蒸汽与冷空气的传热过程由热蒸汽对壁面的对流传热、间壁的固体热传导和壁面对冷空气的对流传热三种传热组成，其总热阻为：2211111d h d d bd h K m ++=λ 其中,21h h 、—热空气，冷空气的给热系数，)℃/(⋅m W ；21d d d m 、、—内管的内径、内外径的对数平均值、外径，m ； λ—内管材质的导热系数，)℃/(⋅m W 。
在大流量情况下，冷空气在夹套换热器壳程中处于强制湍流状态，h2较大，221d h d 值较小；λ较大，md dλ1值较小，可忽略，即 1h K ≈（3）流体在圆形直管中作强制对流时对管壁的给热系数关联式为n m C Nu Pr Re '=。
式中：Nu —努塞尔准数，11λdh Nu =，1λ—空气的导热系数，)℃/(2⋅m W ；Re —雷诺准数，μρdu =Re ,—热蒸汽在管内的流速，s m /；Pr —普兰特准数，1Pr λμP C =；μ—热蒸汽的黏度，s Pa ⋅。
u对冷空气而言，在温度范围较大的情况下，Pr基本不变，n为常数，则上式可简化为：mC PrC'=。
=，式中nCNu Re实验中改变冷空气的流量，热蒸汽和冷空气两流体间的平衡将发生变化，与之对应的两个准数Re、Nu也随之改变，进而可在双对数坐标下作出Re与Nu的关系是一直线。
拟合出此直线方程，即为Re 与Nu的准数方程。
三、实验流程与实验装置图蒸汽发生器将水转化为蒸汽，并加热冷空气，空气和蒸汽通过套管换热器进行热量交换。
实验装置以及流程示意图如下：四、实验操作步骤1、熟悉传热实验流程及仪表使用，检查设备，做好运转实验操作准备。
2、启动控制箱总电源，然后启动蒸汽釜开关电源，烧水产生蒸汽，同时对管道系统预热。
3、预热期间作出数据记录表，观察设备型号，熟悉实验流程及装置的操作方法，掌握待测参数的具体意义及在数据处理中的应用方法。
4、观察管道上的温度计，待到两根换热器上的六个温度计示数均上升至93℃以上时，准备开启风机。
（等待温度升高的同时需要不时对换热器排放冷凝水使其温度较为快速的上升。
排水的同时注意不要让水溅出滴在下方的涡轮流量计上。
）4、开启上球阀，关闭下球阀，将闸阀开到最大，启动风机电钮。
此时记录最大流量，然后调节闸阀到最小，待流量稳定后读出最小流量，将最小流量与最大流量之间等分为五个流量间隔共计六个流量，从最小流量开始，待系统稳定3分钟到5分钟后，依次从控制箱显示器上读取空气流量、从相应温度计上读取蒸汽温度、空气进出口温度并记录数据，一直测到最大流量附近处，共计测量六次，完成测量换热器1的数据采集。
5、重复以上步骤，采集换热器2的实验数据。
6、实验数据采集完后，将所得数据交于指导老师处查看，经指导老师同意后，关机离开实验室。
五、实验数据记录设备号：传热实验装置CR-013；换热器类型：普通套管换热器换热器尺寸：管径5.225⨯φ； 管长m 3.1序号)/(3h m q v蒸汽温度)℃(T冷空气进口温度)℃(1t冷空气出口温度)℃(2t1 26.7 98.7 24.1 68.2 2 33.0 99.2 24.0 67.73 39.5 99.0 24.6 67.24 46.1 98.8 26.2 67.15 52.7 98.7 29.0 67.7 655.897.630.267.4设备号：传热实验装置CR-013；换热器类型：螺旋套管换热器 换热器尺寸：管径5.225⨯φ； 管长m 3.1；螺纹深度1mm ；螺纹中心距3mm序号)/(3h m q v蒸汽温度)℃(T冷空气进口温度)℃(1t冷空气出口温度)℃(2t1 19.9 99.3 19.8 65.52 26.4 99.5 20.3 66.5 3 32.9 99.3 21.2 67.24 39.4 99.5 22.8 68.2 5 46.1 99.4 24.9 68.96 52.899.228.570.1六、典型计算（以普通套管换热器的第一组实验数据为例） 原始数据v q =26.7h m /3，蒸汽温度T =98.7℃,冷空气进口温度1t =24.1℃，出口温度2t 68.2℃。
计算原理公式：m t KA Q ∆==)(21t t C V Q p -=ρ。
（1）计算总传热系数K 空气进出口平均温度为221t t +=46.15℃， 查表得到该温度附近处空气的密度为 1.0933/m kg ,定压热容)/(017.1K kg kJ C p ⋅=。
则)(21t t C q Q p v -⋅⋅⋅=空气空气ρ=360010017.1093.17.263⨯⨯⨯=363.57w 计算换热面积：21021.03.1025.0m dl A =⨯⨯==ππ计算m t ∆：℃306.49)2.687.98()1.247.98(ln )2.687.98()1.247.98()ln()()()ln(21212121=-----=-----=∆∆∆-∆=∆t T t T t T t T t t t t t m 则：)℃/(221.72306.491021.057.3632⋅=⨯=∆⋅=m W t A Q K m （2）计算Re 和Nu 空气进出口平均温度为221t t +=46.15℃，查表得到该温度附近处空气的黏度s Pa ⋅⨯=-51096.1μ，导热系数)/(10826.22K m W ⋅⨯=-λ。
根据公式μρdu =Re 计算s m d q A q u v v /608.23360002.047.264122=⨯⨯⨯=⨯==ππ 则15.263301096.1093.1608.2302.0Re 5=⨯⨯⨯==-μρdu由前文实验原理部分说明得：K h ≈1,Re则112.5110826.202.0221.72211=⨯⨯==-λdh Nu同理可求得其他组的数据，需要特别说明得是，螺旋管的传热面积计算与普通管不同，这里以螺旋管第一组数据为例计算：21858.03.1025.082.182.1m dl A =⨯⨯⨯=⨯=ππ关于螺旋管的其他计算均与普通管相同，参照上述计算方法可以得到螺旋管的相应数据结果。
整理得下表： 普通套管换热器序号流量 )/(3h m q v 传热速率 )(W Q 平均温差 ℃)(m t ∆ 总传热系数))/((2K m W K ⋅ 给热系数 ))/((21K m W h ⋅1 26.7 1308.853 49.306 72.221 72.221 26330.150 51.112 2 33.0 1603.011 50.220 86.842 86.842 32542.883 61.459 3 39.5 1870.457 50.118 101.537 101.537 38952.844 71.859 4 46.1 2095.875 49.357 115.527 115.527 45461.421 81.760 5 52.7 2267.058 47.765 129.129 129.129 51969.997 91.386 655.8 2307.375 46.338135.474135.47455027.056 95.877螺旋套管换热器NuRe序号流量 )/(3h m q v 传热速率 )(W Q 平均温差 ℃)(m t ∆ 总传热系数))/((2K m W K ⋅ 给热系数 ))/((21K m W h ⋅1 19.9 1039.173 53.432 29.073 29.073 19624.344 20.575 2 26.4 1393.684 52.772 39.479 39.479 26034.306 27.940 3 32.9 1729.308 51.736 49.967 49.967 32444.268 35.362 4 39.4 1988.352 50.654 58.679 58.679 38854.230 41.528 5 46.1 2254.731 49.268 68.411 68.411 45461.421 48.416 652.8 2441.565 46.86277.88377.88352068.612 55.119由实验所得数据做出两个管Re 与Nu 的关系曲线，如下图所示：10310410510N uReNu图一 普通套管换热器Re 与Nu 的关系曲线10uN103104105Re图二螺旋套管换热器Re与Nu的关系曲线七、实验结果分析与讨论1、实验结果分析：在本次实验中，我们对普通套管换热器以及螺旋管换热器在蒸汽-冷空气流体系统下的传热性能及相关参数进行了实验测定。
从最终所得实验数据中可以发现，两种换热器的共同点在于在相近流量条件下，两者的平均温差相近，最终的Re-Nu关系曲线都是一条直线。
然而，普通管换热器的的温差，传热速率，都明显小于螺旋管换热器，同时传热系数也高于螺纹管，造成这一现象的主要原因是螺纹管换热器的传热面积平均为普通管的1.82倍，于是导致温差较大，从而传热速率较大，但是由于系统存在热量损失，所以在传热速率以及面积同时增长的情况下给热系数反而较普通管低。
综上，可以得到普通套管换热器与螺旋套管换热器的Re-Nu 关系曲线大致相同。
流体在管内呈强制湍流状态时两参数符合对数线性相关，在Re 为20000-50000范围，7.0Pr ≈，6502.03.1==d l >60时，)(Pr Re 027.033.08.0wNu μμ=，由此可以推算出管壁壁温，再推算出间壁的导热系数k 。
