液液传热实验讲义

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1、传热（冷水一热水）综合实验讲义实验目的1.通过对冷水一热水简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数a及总传热系数K“的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。2.学会应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARempF"中常数A、m的值；二、实验内容1.在套管式换热器中，测定5〜6个不同流速下，管内冷水与管间热水之间的总传热系数K。；流体与管壁面间对流传热系数匕,和少。2.将测定值同运用K厂与匕,，④之间关系式计算得出的少值进行比较；计算得出Nul（实验）和Nu2（计算）的值3.対实验数据进行线性回归，

2、求关联式Nul（实验）=ARe"P严和Nu2（计算匸ARe"Pr°4中常数A^m的值。三、实验原理1.总传热系数K“的测定：由总传热速率方程式Q=KW（1-1）K=-^—（1-2）SQ,”式中：Q——传热速率，W；S。一一换热管的外表而积，m2；——対数平均温度差，°C；K（）——基于管外表而积的总传热系数，W/（m々C）；(1-3)由热量衡算式：Q=WcCP（t2-t｝）式中：Wc——冷流体的质量流量，kg/s；——冷流体的定压比热，kJ/(kg-°C)；(1-4)——分别为冷流体进、出口温度，°C；

3、SO=^OL式中：d()——传热管的外径，m；L——传热管的有效氏度，m；Ar_—Az；_⑺一『2)—(妇一人)(1-5)m2；(1-6)(1-7)wm冷流体平均温度，“号换热管内壁表1何的平均温度，°C；°c；同理:Qa=s,—心)(1-8)式中:Tm热流体平均温度，7；=空三°C；2式屮:THT2——分别为热流体进.出口温度，°C；1.对流传热系数乞，匕的测超对流传热系数匕，弘可以根据牛顿冷却定律来实验测定:Qe=si(仏一g)式中：Sj换热管的内表曲积，Sj=7id(L换热管外壁表血的平均温度，r

4、；因为传热管为紫铜管，其导热系数很人，加上传热管壁很薄故认为Twm«twm,7；讪用热电偶来测量。1.总传热系数计算式(1-9)4、三个准数CpPRe=哑(1-10)(1-12)冷流体衣管内作强制湍流，准数关联式的形式为Nu=ARe,wPrH其中：取冷流体的定性温度为定值，物性数据兄、Cp、p、“可根据冷流体定性温度杏得。则普兰特准数P「是常数，则关联式的形式简化为：Nu=ARe'"Pr04通过实验确定不同流量下的Re与Nu,然后川线性冋归方法确定A和m的值。四.实验装置与流程实验流程图及基本结构参数：

5、如图2・1所示，实验装置的主体是一根平行的套管换热器，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固立。实验的热流体在电加热釜内加热，其内有2根2.5KW螺旋形电加热器，用220伏电压加热；经热流体循环泵进入换热器的壳程。冷流体市离心泵抽出，山流量调节阀调节，经转子流量计进入换热器的管程。达到逆流换热的效果。1523图2-1水-水热交换器流程及装备图实验装置：I—给水阀；2—髙位槽；3—流量调节阀；4—转子流量计；5、7、17—铜一康铜热偶；6、19—热敏电阻温度传感器；8—二次仪表；9—热电偶冷端

6、温度补偿器；10—热电偶接线板;II—加水口；12—电加热釜；13—液位计；14—加热釜电源；15—热水循环泵；16—泵电机电源；18—数字温度让；20—传热管；21—套管；22—高位槽溢流。23—离心泵；24—热水流量调节阀；五、注意事项1.由于采用热电偶测温，所以实验前要检查冰桶屮是否冇冰水混合物共存。检查热电偶的冷端，是否全部浸没在冰水混介物屮。2.检查电加热釜中的水位是否在正常范围内。特别是每个实验结束后，进行下一实验Z前,如果发现水位过低，应及时补给水量。1.调节流屋后，应在流屋计读数稳定后再

7、读取实验数据。六、实验报告1.传热实验的原始数据表、数据结果表（换热量、传热系数、各准数以及重要的屮问计算结果）、准数关联式的冋归过程、结果与具体的冋归方差分析，并以其中-•纟ft数据的计算举例。2.在同一双对数坐标系中绘制Nul/PH0.4~Re和Nu2/PH0.4〜Re的关系图。3.对实验结果进行分析与讨论。传热实验仿真主耍设备介绍图如下图2-2斯示:闵心永热水狮环泵图2-2传热实验仿真设备介绍图⑴至旷参数设置”界而设置套管长度、套管外径、套管内径，设置冷水进口温度。点“实验数据设置"记录到实验报表

8、中。注意：参数设置好后在本实验中不可更改。⑵在“实验装直图”屮，检查电加热釜液位计，若发现水量较少，打开注水阀VA103,补充水量至2/3处；⑶在“仪表而板一”中，打开电源总开关，出动冷水离心泵电源开关；⑷在“实验装置图”中，打开冷水给水阀VA101至最人；等待髙位槽有溢流厉，再打开流竝调节阀VA102；⑸在“仪表面板一''中，启动电加热釜开关，加热电加热釜中的水；启动热水循环泵电源开关;⑹在“实验装置图”中，打开热水给水阀VA104,设定