空气-水蒸气对流给热系数测定实验报告

实验四气汽对流传热综合实验报告化学实验教学中心实验报告化学测量与计算实验Ⅱ实验名称: 气-汽对流传热综合实验报告学生姓名: 学号:院 (系): 年级: 级班指导教师: 研究生助教: 实验日期: 2017、05、26 交报告日期: 2017、06、02一、实验目的1、掌握对流传热系数的测定方法,加深对其概念与影响因素的理解;2、应用线性回归分析方法,确定关联式中常数的值;3、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,测定其强化比,了解强化传热的基本理论与基本方式。

二、实验原理本实验采用套管换热器, 以环隙内流动的饱与水蒸汽加热管内空气,水蒸汽与空气间的传热过程由三个传热环节组成:水蒸汽在管外壁的冷凝传热,管壁的热传导以及管内空气对管内壁的对流传热。

本实验装置采用两组套管换热器,即光滑套管换热器及强化套管换热器。

(一)光滑套管换热器传热系数及其准数关联式的测定1、对流传热系数的测定在该实验中,空气走内管,蒸汽走外管。

对流传热系数可以根据牛顿冷却定律,用实验测定(1) 式中,为管内流体对流传热系数,;为管内传热速率,;管内换热面积,;为内壁面与流体间的温差,。

由右式确定: (2)式中,分别为冷流体的入口、出口温度,;为壁面平均温度,。

应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、外壁温度与壁面温度近似相等,用来表示。

管内换热面积: (3)式中,为内管管内径,;为传热管测量段的实际长度,。

由热量衡算式: (4)其中质量流量由右式求得: (5)式中,为冷流体在套管内的平均体积流量,;为冷流体的定压比热,;为冷流体的密度,。

与可根据定性温度查得,为冷流体进出口平均温度。

可采取一定的测量手段得到。

2、对流传热系数准数关系式的实验确定流体在管内做强制湍流,被加热状态,准数关联式的形式为: (6)其中,,, 物性数据可根据定性温度查得。

经计算可知,对于管内被加热的空气,普兰特常数变化不大,可认为就是常数,则关联式的形式简化为: (7) 这样通过实验确定不同流量下的与,然后用线性回归方法确定的值。

空气对流传热系数的测定实验报告空气对流传热系数的测定实验报告引言：传热是物质内部或不同物质之间的热量传递过程。

在工程和科学领域中，对流传热是一种常见的传热方式。

对流传热系数是描述流体对流传热能力的物理量，对于研究和应用热传导、换热器设计等方面具有重要意义。

本实验旨在通过测定空气对流传热系数，探究对流传热的规律和机制。

实验装置和方法：实验所需的装置包括一个加热器、一个温度计、一个风扇和一根长而细的金属棒。

首先，将金属棒的一端插入加热器中，确保其与加热器接触良好。

然后，将风扇放置在金属棒的另一端，并将其打开。

接下来，使用温度计测量金属棒不同位置的温度，并记录下来。

实验过程和结果：在实验开始时，我们先调节加热器的温度，使其保持在一个恒定的值。

然后，使用温度计分别测量金属棒的不同位置的温度。

我们将测得的温度数据记录在表格中，并根据测得的温度差值计算出空气对流传热系数。

通过对实验数据的分析，我们发现金属棒的温度随着距离加热器的距离逐渐降低。

这是因为加热器提供的热量通过金属棒向外传递，而空气对流传热是主要的传热方式。

随着距离的增加，空气对流传热的效果逐渐减弱，导致温度下降。

根据测得的温度数据，我们使用经验公式计算了空气对流传热系数。

经过计算，我们得到了不同位置的空气对流传热系数的数值。

这些数值与理论值进行对比，发现它们基本上是一致的，验证了我们的实验结果的准确性。

讨论和结论：通过本次实验，我们成功测定了空气对流传热系数，并验证了实验结果的准确性。

空气对流传热系数的测定对于工程和科学领域中的热传导和换热器设计等方面具有重要意义。

然而，本实验也存在一些局限性。

首先，我们只使用了一个加热器和一个风扇进行实验，这可能导致实验结果的一定偏差。

其次，我们没有考虑其他可能影响对流传热的因素，如湿度和压力等。

为了进一步提高实验的准确性，可以使用更多的加热器和温度计进行测量，以获得更多的数据。

此外，可以在实验中引入其他因素，如湿度和压力的测量，以更全面地了解对流传热的规律和机制。

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。

实验三 对流给热系数的测定一、实验目的1、观察水蒸气在换热管外壁上的冷凝现象，并判断冷凝类型；2、测定空气（或水）在圆直管内强制对流给热系数i α；3、应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。

4、掌握热电阻测温的方法。

二、基本原理在套管换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以空气或水，水蒸气冷凝放热以加热空气或水，在传热过程达到稳定后，有如下关系式：V ρC P (t 2－t 1)＝αi A i (t w －t)m （1-1）式中： V ——被加热流体体积流量，m3/s ； Ρ——被加热流体密度，kg/m3； C P ——被加热流体平均比热，J/(kg ·℃)；αi ——流体对内管内壁的对流给热系数，W/(m2·℃)； t 1、t 2——被加热流体进、出口温度，℃；A i ——内管的外壁、内壁的传热面积，m2；(T －T W )m ——水蒸气与外壁间的对数平均温度差，℃； 22112211ln )()()(w w w w m T T T T T T T T Tw T -----=- （1-2）(t w －t)m ——内壁与流体间的对数平均温度差，℃；22112211ln )()()(t t t t t t t t t t w w w w m w -----=- （1-3）式中：T 1、T 2——蒸汽进、出口温度，℃；T w1、T w2、t w1、t w2——外壁和内壁上进、出口温度，℃。

当内管材料导热性能很好，即λ值很大，且管壁厚度很薄时，可认为T w1＝t w1，T w2＝t w2，即为所测得的该点的壁温。

由式（1-3）可得：m w P i t t A t t C V )()(012--=ρα （1-4）若能测得被加热流体的V 、t 1、t 2，内管的换热面积A i ，以及水蒸气温度T ，壁温T w1、T w2，则可通过式（1-4）算得实测的流体在管内的（平均）对流给热系数αi 。

实用文档 文案大全 ****化工原理实验报告 学院：化学工程学院 专业：****** 班级：**** 姓名 *** 学号 *** 实验组号 *** 实验日期 ***** 指导教师 ***** 成绩 实验名称 水-蒸汽给热系数测定实验

一、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． 观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象，测定水在圆形直管内的强制对流给热系数； 3．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。

间壁式传热元件，在传热过程达到稳态后，有 （6－1） 式中： Q － 传热量，J / s； m1 － 热流体的质量流率，kg / s； cp1 － 热流体的比热，J / (kg ∙℃)；

mW22MW11

122p2211p1

ttATTAttcmTTcmQ

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图4－1间壁式传热过程示意图 实用文档

文案大全 T1 － 热流体的进口温度，℃；

T2 － 热流体的出口温度，℃； m2 － 冷流体的质量流率，kg / s； cp2 － 冷流体的比热，J / (kg ∙℃)； t1 － 冷流体的进口温度，℃； t2 － 冷流体的出口温度，℃； 1 － 热流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m2 ∙℃)； A1 － 热流体侧的对流传热面积，m2；

－ 热流体与固体壁面的对数平均温差，℃； 2 － 冷流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m2 ∙℃)； A2 － 冷流体侧的对流传热面积，m2；

－ 固体壁面与冷流体的对数平均温差，℃； 热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（6—2）计算，

（6－2） 式中：TW1 － 热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃； TW2 － 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（6—3）计算，

空气蒸汽给热系数测定实验报告Title: Experimental Report on Determination of Air Steam Heat Transfer CoefficientObjective:The objective of this experiment is to determine the heat transfer coefficient of air steam.Introduction:Heat transfer coefficient is an important parameter in studying heat transfer processes. It quantifies the ability of a material or fluid to transfer heat from a hot surface to a cold surface. The heat transfer coefficient is influenced by various factors such as material properties, fluid flow velocity, and surface conditions.In this experiment, we will determine the heat transfer coefficient of air steam, where steam will be passed through a heated pipe and the temperature difference between the steam and the pipe surface will be measured. By knowing the steam flow rate and the surface area of the pipe, the heat transfer coefficient can be calculated. Materials and Equipment:1. Steam generator2. Heat exchanger pipe3. Thermocouples4. Data acquisition system5. Flow meter6. Pressure gaugeProcedure:1. Set up the experimental apparatus by connecting the steam generator, heat exchanger pipe, thermocouples, data acquisition system, flow meter, and pressure gauge.2. Ensure that the steam generator is functioning properly and that the steam flow rate can be adjusted.3. Measure the surface area of the heat exchanger pipe.4. Start the data acquisition system and set it to record temperature and pressure readings at regular intervals.5. Gradually start the steam flow and allow the system to stabilize.6. Record the inlet and outlet steam temperature, steam flow rate, and pressure readings.7. Continue recording data for a sufficient duration to ensure a stable measurement.8. Analyze the collected data to calculate the heat transfer coefficient using appropriate equations.Results and Analysis:Based on the collected data, the heat transfer coefficient can be determined using the following equation:Heat Transfer Coefficient = (m_dot * Cp * (T_out - T_in)) / (A * (P_out - P_in))where:- m_dot is the mass flow rate of steam- Cp is the specific heat capacity of steam- T_out is the outlet steam temperature- T_in is the inlet steam temperature- A is the surface area of the heat exchanger pipe- P_out is the outlet steam pressure- P_in is the inlet steam pressureConclusion:In this experiment, the heat transfer coefficient of air steam was determined by analyzing the temperature and pressure data collected during the experiment. This value has important applications in various heat transfer processes and can aid in the design and optimization of thermal systems. The accuracy and repeatability of the experimental setup should be considered when interpreting the results. Any sources of error or possible improvements in the experimental apparatus should also be discussed in the conclusion.。

对流给热系数测定对流给热系数的测定实验PPT序号： 6化工原理实验报告姓名：×××院系：化学化工学院班级：×××××× 学号：×××××× 指导老师：××× 同组者：×××、×××试验项目名称：对流给高热系数测定实验日期：2012.10.23 实验室：7101一、实验目的1. 观察水蒸气在水平管外币上的冷凝现象；2. 测定空气在圆直管强制对流给热系数； 3. 掌握热电阻测温的方法。

二、实验原理在套管换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以二氧化碳或水，水蒸气冷凝放热以冷却空气或水，在传热过程中所达到稳定后，有如下公式：V ρC p (t2-t 1) = α0A 0(T-Tw ) m = αi A i (tw -t) m(T1-T w1)-(T2-T w2)(T-Tw ) m = T I -T w1T 2-T w2(tw1-t 1)-(tw2-t 2)(tw -t) m = t w1-t 1t w2-t 2式中：V —被加热绝热体积流量，m /s；A 0、A i —内管的外币、外壁的传热面积，m ；ρ—被加热流体密度，kg/m；（T-T w ）m —水蒸气壁与外壁间的对数总和温度差，C ； C p —被加热流体平均值热，J/(kgC) ；（t w -t ）m —内壁与流体间的对数即约温度差；。

323α0、αi —流体对内管内壁的流量和水蒸气对内管外壁的流量给热系数，W/(m2。

C ) ；。

t 2、t 1—被加热流体进、出口温度，C ；。

T 1、T 2—蒸气进、出口温度，C ；。

T w1、T w2、t w1、t w2—外壁和内壁上进、出口温度，C 。

当内管材料导热性能极为重要，即λ值很大，切管壁厚度很薄之时，可认为T w1= t w1，T w2= tw2，即为所测得的该点后的壁温。

最新空气-蒸汽传热系数测定实验_实验报告实验目的：1. 掌握空气-蒸汽传热系数的测定方法。

2. 理解传热系数在热交换过程中的作用和意义。

3. 学习并应用相关的传热理论和实验技术。

实验原理：本实验采用稳态法，通过测定空气和蒸汽在一定条件下的传热情况，来确定空气-蒸汽的传热系数。

实验中，蒸汽在管内冷凝，空气在管外流动，通过测量管壁的温度差和空气、蒸汽的流量、温差，利用热阻网络分析法计算传热系数。

实验设备：1. 空气-蒸汽传热系数测定装置。

2. 温度传感器和数据采集系统。

3. 流量计。

4. 蒸汽发生器。

5. 冷凝水收集器。

6. 计时器。

实验步骤：1. 启动蒸汽发生器，预热系统至稳定状态。

2. 调节空气流量，使其达到预定值。

3. 打开冷凝水收集器，确保冷凝水顺利排出。

4. 记录蒸汽和空气的进出口温度，以及环境温度。

5. 每隔一定时间（如5分钟）记录一次温度数据，至少进行三次测量。

6. 根据温度数据计算传热系数。

7. 改变空气流量，重复步骤2-6，获取不同流量下的数据。

8. 使用热阻网络分析法，结合实验数据，计算不同工况下的空气-蒸汽传热系数。

数据处理与分析：1. 利用测得的温度差和已知的物性参数，计算热传递的总热阻。

2. 通过热阻网络分析，分离出空气边界层热阻和管壁热阻。

3. 根据牛顿冷却定律，计算空气-蒸汽的传热系数。

4. 绘制传热系数与空气流速的关系图。

5. 分析不同流速对传热系数的影响，并与理论值进行比较。

实验结果：1. 列出不同空气流速下的传热系数测定值。

2. 展示传热系数随空气流速变化的趋势图。

3. 通过对比分析，验证实验结果的准确性和可靠性。

结论：本实验通过测定不同空气流速下的空气-蒸汽传热系数，验证了传热系数与流体流速之间的关系。

实验结果表明，随着空气流速的增加，传热系数有所提高，这与预期的传热强化现象一致。

实验数据与理论预测相吻合，证明了实验方法的有效性和准确性。

通过本次实验，加深了对传热原理的理解，并提高了实验操作技能。

竭诚为您提供优质文档/双击可除空气对流传热实验报告准数篇一：实验五套管换热器传热实验(1)实验五套管换热器传热实验实验学时：4实验类型：综合实验要求：必修一、实验目的通过本实验的学习，使学生了解套管换热器的结构和操作方法，比较简单内管与强化内管的差异。

二、实验内容1、测定空气与水蒸汽经套管换热器间壁传热时的总传热系数。

2、测定空气在圆形光滑管中作湍流流动时的对流传热准数关联式。

3、测定空气在插入螺旋线圈的强化管中作湍流流动时的对流传热准数关联式。

4、通过对本换热器的实验研究，掌握对流传热系数?i的测定方法。

三、实验原理、方法和手段两流体间壁传热时的传热速率方程为Q?KA?tm（1）式中，传热速率Q可由管内、外任一侧流体热焓值的变化来计算，空气流量由孔板与压力传感器及数字显示仪表组成的空气流量计来测定。

流量大小按下式计算：Vt1?c0?A0?2??p?t1其中：c0—孔板流量计孔流系数，0.65；A0—孔的面积，m2；（可由孔径计算，孔径d0?0.0165m）?p—孔板两端压差，kpa；?t1—空气入口温度（即流量计处温度）下的密度，kg/m3。

实验条件下的空气流量V（m/h）需按下式计算：3V?Vt1?273?t273?t1其中：t—换热管内平均温度，℃；t1—传热内管空气进口（即流量计处）温度，℃。

测量空气进出套管换热器的温度t(℃)均由铂电阻温度计测量，可由数字显示仪表直接读出。

管外壁面平均温度tw(℃)由数字温度计测出，热电偶为铜─康铜。

换热器传热面积由实验装置确定，可由（1）式计算总传热系数。

流体无相变强制湍流经圆形直管与管壁稳定对流传热时，对流传热准数关联式的函数关系为：lnu?f(Re,pr,)d对于空气，在实验范围内，pr准数基本上为一常数；当管长与管径的比值大于50时，其值对nu准数的影响很小，故nu准数仅为Re准数的函数，因此上述函数关系一般可以处理成：nu?b?Re式中，b和m为待定常数。

实验三 蒸汽─空气对流传热传热系数的测定一、实验目的1． 测定套管式换热器的总传热系数K ；2． 测定圆形直管内传热膜系数α，并学会用实验方法将流体在管内对流及强制对流 时的实验数据整理成包括传热膜系数α的准数方程式；3． 了解并掌握热电偶和电位差计的使用及其温度测量。

二、基本原理1．测定传热系数K根据传热速率方程式：m T KA ∆=φ （1）mT A K ∆=φ（2）式中： φ传热速率，W ； K 总传热系数，W/(m 2·℃)；A 传热面积； m T ∆两流体的平均温度差。

实验时，若能测定或确定φ、A 和，则可测定K 。

m T ∆⑴ 实验是测定蒸汽加热空气时的对流传热总传热系数，其中蒸汽通加套管环隙加热内管的空气，具体的流程如下：在不考虑热损失的条件下，有)(122211T T c q r q p −==m m φ （3）式中： q m1— 蒸汽冷凝液的质量，kg/s ； r 1 — 蒸汽冷凝潜热，J/kg ；q m2— 空气的质量流量，kg/s ； c p2 — 空气的定压比热，J/(kg ·K)；T 1、T 2— 空气的进出口温度，℃； T W1、T W2— 内管外壁温度与内壁温度，℃。

实验中传热速率φ按空气的吸热速率计算。

其中空气的质量流量由孔板流量计测量其 体积流量后转化为质量流量。

即：q m =t ρq V （4）式中：t ρ—为空气进出口平均温度下的密度，kg/m 3。

q V — 为空气的体积流量，m 3/s 。

本实验中，空气的体积流量由孔板流量计测量并通过压力传感器将其差压数字在显示仪表上显示出。

20℃ 下空气流量由公式（5）计算。

6203.000)(p C q t ∆×=V （5）其中， — 20℃ 下的体积流量，m 0t q V 3/h ；C 0— 孔板流量系数，本实验装置中其值为22.696。

p ∆—孔板两端压差，kPa 。

则实验条件下的空气流量q V (m 3/h)则需按下式计算：2732730t Tq q t t ++×=V V式中：t q V —实验条件（管内平均温度）下的空气流量，m 3/h 。

空气对流系数测定实验报告空气对流系数测定实验报告引言：空气对流系数是描述空气传热特性的重要参数，对于工程设计、能源利用和环境控制等领域具有重要意义。

本实验旨在通过测定不同条件下的空气对流系数，探究其与温度差、流速和表面特性等因素的关系，为相关领域的研究提供实验数据和理论依据。

实验仪器和方法：本实验采用热传导仪器进行测定，主要包括热电偶、恒温水槽、风机和数据采集系统。

实验过程如下：1. 将热电偶固定在试验样品表面，并连接到数据采集系统。

2. 将试验样品放置在恒温水槽中，确保其表面与水槽内的水温相同。

3. 调节风机的转速，使得空气流过试验样品表面。

4. 通过数据采集系统记录热电偶测得的温度变化，并计算得到空气对流系数。

实验结果与分析：在不同条件下进行了多组实验，得到了空气对流系数与温度差、流速和表面特性的关系数据。

以下是实验结果的分析和讨论。

1. 温度差对空气对流系数的影响：通过改变恒温水槽中的水温，得到了不同温度差下的空气对流系数。

实验结果显示，随着温度差的增大，空气对流系数也随之增大。

这是因为温度差的增加会引起空气的热对流，加快热量的传递速度，从而增大了空气对流系数。

2. 流速对空气对流系数的影响：通过改变风机的转速，得到了不同流速下的空气对流系数。

实验结果显示，随着流速的增大，空气对流系数也随之增大。

这是因为流速的增加会增加空气与试验样品表面的接触面积，从而加快热量的传递速度，提高了空气对流系数。

3. 表面特性对空气对流系数的影响：通过使用不同表面特性的试验样品，得到了不同表面特性下的空气对流系数。

实验结果显示，不同表面特性的试验样品具有不同的空气对流系数。

表面粗糙的样品具有较大的表面积，因此与空气的接触面积更大，空气对流系数也更大。

而表面光滑的样品则相对较小。

结论：通过本实验的测定和分析，得出了以下结论：1. 温度差、流速和表面特性是影响空气对流系数的重要因素。

2. 温度差和流速的增加都会导致空气对流系数的增大。

化工原理实验报告实验名称：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：化工班姓名：学号：同组者姓名：指导教师：日期：一、 实验目的1. 观察水蒸气在换热管外壁上的冷凝现象，并判断冷凝类型；2. 测定空气在圆直管内强制对流给热系数i α；3. 应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。

4. 掌握热电阻测温的方法。

二、 实验原理在套管换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以空气，水蒸气冷凝放热以加热空气，在传热过程达到稳定后，有如下关系式：VρC P (t 2－t 1)＝αi A i (t w －t)m （1-1）式中：V ——被加热流体体积流量，m 3/s ； ρ——被加热流体密度，kg/m 3； C P ——被加热流体平均比热，J/(kg·℃)；αi ——流体对内管内壁的对流给热系数，W/(m 2·℃)； t 1、t 2——被加热流体进、出口温度，℃；A i ——内管的外壁、内壁的传热面积，m 2；(T －T W )m ——水蒸气与外壁间的对数平均温度差，℃；22112211ln )()()(w w w w m T T T T T T T T Tw T -----=- （1-2）(t w －t)m ——内壁与流体间的对数平均温度差，℃；22112211ln )()()(t t t t t t t t t t w w w w m w -----=-（1-3）式中：T 1、T 2——蒸汽进、出口温度，℃；T w1、T w2、t w1、t w2——外壁和内壁上进、出口温度，℃。

当内管材料导热性能很好，即λ值很大，且管壁厚度很薄时，可认为T w1＝t w1，T w2＝t w2，即为所测得的该点的壁温。

由式（1-3）可得：（1-4）若能测得被加热流体的V 、t 1、t 2，内管的换热面积A i ，以及水蒸气温度T ，壁温T w1、T w2，则可通过式（1-4）算得实测的流体在管内的（平均）对流给热系数αi 。

. . .. . .浙江大学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 (2)1.间壁式传热基本原理 (2)2.空气流量的测定 (2)3.空气在传热管对流传热系数的测定 (2)3.1牛顿冷却定律法 (2)3.2近似法 (2)3.3简易Wilson图解法 (2)4.拟合实验准数方程式 (2)5.传热准数经验式 (2)四、操作方法与实验步骤 (2)五、实验数据处理 (2)1.原始数据： (2)2.数据处理 (2)六、实验结果 (2)七、实验思考 (2)一、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）排出，冷凝水经排出阀（F5和F6）排入盛水杯。

空气由风机提供，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，热交换后从风机出口排出。

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。

图1 横管对流传热系数测定实验装置流程图图中符号说明如下表：符号名称 单位 备注 V空气流量 m 3/h 紫铜管规格Φ19×1.5mm 有效长度1020mm t1空气进口温度 ℃ t2 普通管空气出口温度 ℃三、实验容和原理在工业生产过程中，大量情况下，采用间壁式换热方式进行换热。

一、实验目的1. 了解空气对流传热的基本原理和影响因素。

2. 掌握空气对流传热系数的测定方法。

3. 通过实验验证牛顿冷却定律，并分析其实际应用中的适用性。

4. 掌握传热实验的基本操作和数据处理方法。

二、实验原理对流传热是流体在运动过程中，由于流体各部分之间存在温差而引起的热量传递。

在空气对流传热过程中，热量通过流体运动传递给物体表面，使物体表面温度升高。

牛顿冷却定律是描述对流传热的一种基本定律，其表达式为：\[ Q = hA\Delta T \]其中，\( Q \) 为传热量，\( h \) 为对流传热系数，\( A \) 为传热面积，\( \Delta T \) 为流体与物体表面的温差。

本实验采用牛顿冷却定律法，通过测量空气与物体表面之间的温差，以及空气的流速和温度，计算对流传热系数。

三、实验仪器与材料1. 套管加热器2. 温度计3. 流量计4. 计算器5. 记录本四、实验步骤1. 将套管加热器固定在实验台上，连接好温度计、流量计和电源。

2. 调节流量计，使空气流速稳定。

3. 打开电源，加热套管加热器，使物体表面温度升高。

4. 记录物体表面温度、空气温度和空气流速。

5. 重复步骤3和4，改变空气流速，记录相应的温度和流速数据。

6. 根据牛顿冷却定律，计算不同空气流速下的对流传热系数。

五、实验结果与分析根据实验数据，绘制空气流速与对流传热系数的关系曲线。

结果表明，对流传热系数随空气流速的增加而增大，符合牛顿冷却定律。

六、实验讨论1. 实验结果表明，牛顿冷却定律在实验条件下适用，但在实际应用中，由于流体流动状态复杂，可能存在误差。

2. 影响对流传热系数的因素有：流体流速、流体温度、物体表面粗糙度等。

3. 实验过程中，应注意测量精度，避免误差。

七、结论1. 通过实验验证了牛顿冷却定律在空气对流传热过程中的适用性。

2. 掌握了空气对流传热系数的测定方法。

3. 了解了对流传热的基本原理和影响因素。

八、实验改进建议1. 采用更精确的测量仪器，提高实验精度。

空气－蒸汽对流给热系数测定一、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、 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。

二、基本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()()()()mm 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） 式中：Q － 传热量，J / s ；m 1 － 热流体的质量流率，kg / s ； c p 1 － 热流体的比热，J / (kg ∙℃)；Tt图4－1间壁式传热过程示意图T 1 － 热流体的进口温度，℃； T 2 － 热流体的出口温度，℃； m 2 － 冷流体的质量流率，kg / s ； c p 2 － 冷流体的比热，J / (kg ∙℃)； t 1 － 冷流体的进口温度，℃； t 2 － 冷流体的出口温度，℃；α1 － 热流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m 2 ∙℃)；A 1 － 热流体侧的对流传热面积，m 2；()m W T T -－ 热流体与固体壁面的对数平均温差，℃；α2 － 冷流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m 2 ∙℃)；A 2 － 冷流体侧的对流传热面积，m 2；()m W t t - － 固体壁面与冷流体的对数平均温差，℃；K － 以传热面积A 为基准的总给热系数，W / (m 2 ∙℃)； m t ∆－ 冷热流体的对数平均温差，℃；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，℃。

空气－蒸汽对流给热系数测定一、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。

二、实验原理实验原理：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对流传热，固体壁面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()()()()W M Wp p 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，()()()22112211lnW W W W mWT T T T T T T T T T-----=- （4－2）式中：TW1 －热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃；TW2 －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：tW1 － 冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，℃；tW2 － 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）Tt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tw1、tw2；冷空气或水的进出口温度t1、t2；实验用紫铜管的长度l 、内径d2，l d A 22π=；和冷流体的质量流量，即可计算α2。