实验三 传热实验

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1、实验三传热实验一、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Q=KAΔtm，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，此两热量不等，实验中以Q

2、2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5口温度，记录设备的有关参数。重复1次。5.保持空气的流量不变，改变自来水的流量，重复第4步。6.保持第4步水的流量，改变空气的流量，重复第4步。7.实验结束后，关

3、闭加热器、风机和自来水阀门。五、实验数据记录和整理1.设备参数和有关常数空气温度20℃；大气压0.0101325MPa；换热流型强制湍流；换热面积0.4m2.实验数据记录表序号风机出口压强mH20空气流量读数m3/h空气进口温度℃空气出口温度℃水流量L/h水进口温度℃水出口温度℃1160016110.027.812018.820.42160016110.128.212018.820.51160016110.030.26018.822.32160016109.930.56018.822.4116008110.228.66018.820.8216008109.

4、828.46018.820.83.数据处理表序号空气流量m3/s水流量kg/s水的算术平均温度水的比热J/kg传热速率J/s对数平均温差换热面积m2传热系数W/m2Kk的平均值W/m2K10.00440.03320.2512967431.4736.630.429.4529.8720.00440.03320.313385445.3836.770.430.2810.00440.01722.1524679410.5938.550.426.6226.5220.00440.01722.1524679410.5938.860.426.4210.00220.01720.

5、8513803229.6535.880.416.0015.5820.00220.01720.7512967215.7335.570.415.16六、实验结果及讨论1.求出换热器在不同操作条件下的传热系数。以第一组为例：T1=110.0℃T2=27.8℃t1=18.8℃t2=20.4℃℃℃5℃查表知℃水的比热为：传热速率：由2、对比不同操作条件下的传热系数、分析数值，你可得出什么结论？答：水流量一定时，空气流量有最优值；且K值总是接近热阻大的流体侧α值，实验中提高空气侧的α值以提高K值。3、转子流量计在使用时要注意什么问题？如何校正系数？答：流量计管壁大多为

6、玻璃制品，故不能经受高温高压，在安装使用过程中也容易破碎，要注意安全使用，且要求安装时必须保持垂直；对于液体流量计，在同一刻度下，两种流体的流量关系：，对于气体流量计，同一刻度下，两种气体的流量的流量关系：，因转子材质的密度比任何气体的密度要大的多，故上式可简化为5其中下表1表示出厂时标定时所用的物质，2表示实际工作时的物质。4、针对该系统，如何强化传热过程才更有效，为什么？答：因为水的导热系数、比热容和密度随水温度的升高而升高、黏度随温度升高而减小、因此可以适当升高水的进口温度；因为湍流时湍流主体的传热为涡流作用引起的热对流，在壁面附近的层流内层中仍为热

7、传导，湍流促使管子中心温度分布均匀，层流内层的温度梯度增大，因此湍流时的对流传热系数比层流时的大，而且强制对流比自然对流的传热系数大，即适当升高温度，选择湍流和强制对流流型可以强化传热过程。而且提高空气流速、增加内管填充物或是使用螺纹管，以及加热面在上，致冷面在下，均可提高对流传热系数α值。5、逆流换热与并流换热有什么区别？你能用该实验装置验证吗？答：若两流体均为变温传热时，且在两流体进出口温度各自相同的条件，逆流时的平均温差大，并流时的平均温差小，因此就传热推动力而言，逆流优于并流，而且逆流可以节省加热介质或冷却介质的用量；可以用此实验装置验证，将水进出

8、口交换位置即可。6、传热过程中，那些工程因素可以调动？答：1）提高