食品工程原理实验 J食品科学与工程0902 3091163034
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mtKAQ，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Q1与自来水得到的热量Q2应相等，但实际上因热损失的存在，次两热量不相等，因此实验中以Q2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作用
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，重复一次
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 食品工程原理实验 J食品科学与工程0902 3091163034
五、实验数据记录和整理
1、设备参数及有关常数：
列管换热器的管数：n= 根 管长：l= m
空气温度： ℃ 大气压： MPa 转子材料：
换热流型： 逆流 换热面积： 0.4 m2
2、实验数据记录表
食品工程原理实验 J食品科学与工程0902 3091163034
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mtKAQ，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Q1与自来水得到的热量Q2应相等，但实际上因热损失的存在，次两热量不相等，因此实验中以Q2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作用
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，重复一次
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 食品工程原理实验 J食品科学与工程0902 3091163034
五、实验数据记录和整理
1、设备参数及有关常数：
列管换热器的管数：n= 根 管长：l= m
空气温度： ℃ 大气压： MPa 转子材料：
换热流型： 逆流 换热面积： 0.4 m2
2、实验数据记录表
第2章 传 热
传热是由于温度差而引起的能量转移，又称热量传递。热量总是自动地由高温区传递到低温区。
1 传热的基本概念
1.1 传热的基本方式
根据传热机理的不同,传热有以下3种基本方式：
(1) 热传导(又称导热) 主要是通过微观粒
子的运动传递能量，物质没有宏观位移。
(2)热对流 热对流是指流体质点间发生相对位移而引起的热量传递过程。热对流仅发生在流体中。对流可分为自然对流与强制对流。因温度不同而引起密度的差异，使轻者上浮，重者下沉，流体质点间发生相对位移，这种对流称为自然对流；因水泵、风机或其他外力作用而引起的流体流动，这种对流称为强制对流。
(3)热辐射
因为热的原因而产生的电磁波在空间的传播，称为热辐射。
物体之间相互辐射和吸收能量的总结果称为辐射传热。辐射传热不仅有能量的传递，还同时伴随有能量形式的转化。辐射传热不需要任何介质来传递能量。
1．2 温度场与温度梯度
1．2．1 温度场
温度场即是任一瞬间物体或系统内各点温度分布的总和。
温度场的数学表达式为
T=f(x，y，z，t)
稳定温度场：温度场不随时间而变化的传热过程；
不稳定温度场：温度场随时间而变化的传热过程。
在稳定温度场中的传热称为稳定传热。
温度场中同一时刻温度相同的各点组成的面称为等温面，温度不同的等温面不会相交。
1．2．2 温度梯度
将沿等温面法线方向上的温度变化率称为温度梯度，记做grad T：
nTgradT
温度梯度是向量，它的正方向是指向温度增加的方向。通常，也将温度梯度的标量称为温度梯度。
对于一维温度场，温度梯度可表示为
grad T=dT/dx
1．3 传热速率与热通量
传热速率（热流量）Q：单位时间通过传热面的热量，W（J/s）；
注意：在稳定传热过程中，通过各个传热面的热量均相等（为一常数），此为稳定传热的基本特点。
热通量（热流密度）q：单位时间通过单位传热面的热量， W/m2。
目 录
第1章 流体流动与输送设备
第一节 流体静力学··
第二节 流体动力学··
第三节 管内流体流动现象··
第四节 流体流动阻力··
第五节 管路计算··
第六节 流速与流量的测量··
第七节 流体输送设备··
第2章 传热·
第一节 概述··
第二节 热传导··
第三节 对流传热··
第四节 传热计算··
第五节 对流传热系数关联式··
第六节 辐射传热··
第七节 换热器··
第4章 非均相物系分离·
第一节 概述··
第二节 颗粒沉降··
第三节 过滤··
第四节 过程强化与展望··
第5章 干燥·
第一节 概述··
第二节 湿空气的性质及湿度图··
第三节 干燥过程的物料衡算与热量衡算··
第四节 干燥速率和干燥时间··
第五节 干燥器··
第六节 过程强化与展望··
第1章 流体流动与输送设备
第一节 流体静力学
流体静力学主要研究流体处于静止时各种物理量的变化规律。
1-1-1 密度
单位体积流体的质量，称为流体的密度。
),(Tpf
液体密度 一般液体可视为不可压缩性流体，其密度基本上不随压力变化，但随温度变化，变化关系可从手册中查得。
液体混合物的密度由下式计算：
nnmaaa22111
式中，ia为液体混合物中i组分的质量分数；
气体密度 气体为可压缩性流体，当压力不太高、温度不太低时，可按理想气体状态方程计算
RTpM
一般在手册中查得的气体密度都是在一定压力与温度下的数值，若条件不同，则此值需进行换算。
气体混合物的密度由下式计算：
nn2111m
式中，i为气体混合物中i组分的体积分数。
