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化工原理 传热综合实验报告 数据处理

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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162mmmm、1.2lm，求得紫铜管的外表面积

200.010.060318576281.oSdlmmm。 根据24ssVVuAd、0.012dm，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pc、黏度、热传导系数、密度，如下表3所示：

表3 查得的数据

t进/℃ t出/℃ t平均/℃ pcJkg℃ Pas Wm℃ 3kgm

22.1 77.3 49.7 1005 0.0000196 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

35.6 84 59.8 1005 0.0000201 0.029 1.06

根据公式=VspspQmcttctt出进出进、

lnmTtTttTt

Tt

进出

进

出，求出Q序号 31sVmh 1ums

1 2.5 6.140237107

2 5 12.28047421

3 7.5 18.42071132

4 10 24.56094843

5 12.5 30.70118553

6 15 36.84142264

7 17.5 42.98165975

8 20 49.12189685

和mt，0S已知，由

0mQKSt，即可求出蒸汽冷凝与冷空气之间总传热系数K。

不同流速u下，蒸汽冷凝与冷空气之间总传热系数K见下表4：

表4 不同流速下的总传热系数K

序号 1ums QW mt℃ 2KWm℃

1 6.140237107 42.107825 55.1727208 12.65281954

2 12.28047421 85.56941292 51.74039002 27.41812552

3 18.42071132 127.1211938 49.67494896 42.42574126

4 24.56094843 165.88865 48.91599445 56.22308757 5 30.70118553 200.4892297 47.71710826 69.65717165

6 36.84142264 231.8055113 46.96507711 81.82718737

7 42.98165975 260.2526434 46.20979133 93.37057816

8 49.12189685 286.4473333 45.3774295 104.65351

讨论：

由上表可以看出：随着流体流速的增加，冷空气与蒸汽之间的总传热系数K

也在增加，说明增大流速有利于促进流体间的传热。

2.冷空气在圆形直管内作强制湍流时对流传热系数的测定。

实验时所用紫铜管的规格162mmmm、1.2lm，求得紫铜管的内表面积

20.00.04523893121.23iiSdlmmm。

取3个取温点的算术平均值作为进、出口的壁温，然后根据公式



lnwwmw

wttttttt

tt

进进出出

进进

出出，求出冷空气和管壁的对数平均温差mt，Q已知，由

imQSt，即可确定冷空气在圆形直管内强制湍流时的对流传热系数。经计

算，不同流速u所对应的对流传热系数如下表5所示：

表5 不同流速下的对流传热系数

序号 1ums QW mt℃ 2Wm℃

1 6.140237107 42.107825 52.12901056 17.855457

2 12.28047421 85.56941292 48.66770525 38.86559545

3 18.42071132 127.1211938 46.72965708 60.13301939

4 24.56094843 165.88865 45.8213816 80.02692612

5 30.70118553 200.4892297 44.81148143 98.89842794

6 36.84142264 231.8055113 44.13365594 116.1024795

7 42.98165975 260.2526434 43.40293793 132.5450961

8 49.12189685 286.4473333 42.56409613 148.7609732

讨论：

（1）不同流速下的总传热系数K与对流传热系数：

序号 2Wm℃ 2KWm℃

1 17.855457 12.65281954

2 38.86559545 27.41812552

3 60.13301939 42.42574126

4 80.02692612 56.22308757

5 98.89842794 69.65717165 6 116.1024795 81.82718737

7 132.5450961 93.37057816

8 148.7609732 104.65351

由上表可以看出：总传热系数K总是接近并小于对流传热系数小的一侧流

体的对流传热系数，要想提高K，关键在于提高较小侧流体的对流传热系数。

（2）壁温与壁两侧流体温度：

根据表1，壁温在106℃左右，实验所用的饱和蒸汽温度为109.4℃，冷流体

进口温度2235℃，出口温度7784℃，可以看出壁温总是接近对流传热系数

较大侧流体的温度。

3. Nu和Re之间关系的确定。

根据公式idNu

、pcPr

、iduRe

，结合表3、表5可以分别

求出在不同雷诺数Re下的努赛尔特准数Nu、普兰特准数Pr，见下表6：

表6 雷诺数Re、努赛尔特准数Nu、普兰特准数Pr之间的关系

序号 Re Nu Pr

1 4108.946423 7.571218515 0.696042403

2 8081.609086 16.35872134 0.696203087

3 11987.84629 25.18660498 0.696308901

4 15983.79505 33.43743431 0.694611769

5 19757.71332 41.2219915 0.696413685

6 23577.03683 48.27545927 0.696465696

7 27353.05664 54.97895447 0.696517456

8 31086.09592 61.55626476 0.696568966

对于低黏度流体，在圆形直管内做强制湍流时，关系式可表示为：

0.4mNuCRePr

对上式左右两边同时取对数，得到直线方程：

0.4lglglgNuCmRePr 在双对数坐标系中对0.4NuRePr作图，得到图2：

拟合出的直线方程为1.032952.76902yx。

所以，1.03295m、0.0017C，即1.032950.40.0017NuRePr。

误差分析：

实验测得的关系式与Dittus-Boelter关系式不同，原因如下：

① 前两次实验的雷诺数10000Re，对实验结果有影响；

② 本实验条件下0.690.7,120Pr，不适用于Dittus-Boelter关系式；

③ 实验固有误差影响。

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化工原理传热实验报告数据处理

化工原理传热实验报告数据处理

化工原理传热实验报告数据处理

一、引言

在化工工程中，传热是一个非常重要的过程。通过实验研究传热过程，可以帮助我们更好地理解传热机制，优化传热设备的设计和运行。本实验旨在通过传热实验数据的处理和分析，研究不同传热介质和传热条件下的传热性能。

二、实验目的

1. 熟悉传热实验的基本原理和操作方法；

2. 学习传热实验数据的处理和分析方法；

3. 掌握不同传热介质和传热条件下的传热性能。

三、实验仪器和材料

1. 传热实验装置：包括传热介质循环系统、加热系统、温度测量系统等；

2. 传热介质：可以选择水、油等。

四、实验步骤

1. 准备实验装置：确保实验装置的正常运行，检查加热系统、循环系统和温度测量系统是否正常；

2. 设置实验参数：根据实验要求，设置传热介质的流量、温度和压力等参数；

3. 开始实验：打开实验装置的电源，启动传热介质循环系统，加热传热介质到设定温度；

4. 记录数据：在实验过程中，记录传热介质的流量、温度和压力等数据；

5. 结束实验：实验结束后，关闭实验装置的电源，停止传热介质循环系统；

6. 处理数据：对实验记录的数据进行处理和分析。

五、数据处理和分析

1. 温度变化曲线分析：根据实验记录的温度数据，绘制温度变化曲线。通过观察曲线的变化趋势，分析传热介质在不同条件下的传热性能；

2. 热传导计算：根据实验数据和传热方程，计算传热介质的热传导系数。可以通过改变传热介质和传热条件，比较不同情况下的热传导系数差异； 3. 热对流计算：根据实验数据和传热方程，计算传热介质的热对流系数。可以通过改变传热介质和传热条件，比较不同情况下的热对流系数差异；

4. 换热器效率计算：根据实验数据和换热方程，计算换热器的换热效率。可以通过改变传热介质和传热条件，比较不同情况下的换热效率差异。

六、实验结果与讨论

1. 温度变化曲线：根据实验数据绘制的温度变化曲线显示，在不同传热介质和传热条件下，温度的变化趋势有所差异。这表明传热介质的传热性能受到传热介质和传热条件的影响；

化工原理含实验报告(3篇)

化工原理含实验报告(3篇)

第1篇

一、实验目的

1. 理解并掌握化工原理中的基本概念和原理。

2. 通过实验验证理论知识，提高实验技能。

3. 熟悉化工原理实验装置的操作方法，培养动手能力。

4. 学会运用实验数据进行分析，提高数据处理能力。

二、实验内容

本次实验共分为三个部分：流体流动阻力实验、精馏实验和流化床干燥实验。

1. 流体流动阻力实验

实验目的：

测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数与雷诺数Re的关系，将测得的~Re曲线与由经验公式描出的曲线比较；测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数。

实验原理：

流体在管道内流动时，由于摩擦作用，会产生阻力损失。阻力损失的大小与流体的雷诺数Re、管道的粗糙度、管道直径等因素有关。实验中通过测量不同流量下的压差，计算出摩擦系数和局部阻力系数。

实验步骤：

1. 将水从高位水槽引入光滑管，调节流量，记录压差。

2. 将水从高位水槽引入粗糙管，调节流量，记录压差。

3. 改变流量，重复步骤1和2，得到一系列数据。

4. 根据数据计算摩擦系数和局部阻力系数。

实验结果与分析：

通过实验数据绘制~Re曲线和局部阻力系数曲线，与理论公式进行比较，验证了流体流动阻力实验原理的正确性。 2. 精馏实验

实验目的：

1. 熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。

2. 了解板式塔的结构，观察塔板上汽-液接触状况。

3. 测定全回流时的全塔效率及单板效率。

4. 测定部分回流时的全塔效率。

5. 测定全塔的浓度分布。

6. 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。

实验原理：

精馏是利用混合物中各组分沸点不同，通过加热使混合物汽化，然后冷凝分离各组分的方法。精馏塔是精馏操作的核心设备，其结构对精馏效率有很大影响。

实验步骤：

1. 将混合物加入精馏塔，开启加热器，调节回流比。

2. 记录塔顶、塔釜及各层塔板的液相和气相温度、压力、流量等数据。

3. 根据数据计算理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标。

化工原理实验报告(传热)

化工原理实验报告(传热)

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。

化工原理实验报告三空气总传热

化工原理实验报告三空气总传热

1 实验三、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。

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21.252.75，长1.10米 S=doL=0.0734m2

紫铜管162，长1.20米 S=doL=0.0603m2

转子流量计（空气，0~20m3/h，20℃）数字显示表SWP-C40

此设备的总传热系数可由下式计算：

mtSQK 其中 出进出进tTtTtTtTtmln

式中：Q——传热速率，W；S——传热面积，m2；S=doL;mt——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、tt——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ttcmQps， W

其中，Cp应取进、出口平均温度下空气的比热容。W=Vs，其中为进口温度下空气的密度。