《实验四总传热实验》PPT课件

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1、实验四总传热系数的测定一、基本原理在工业生产中，要完成加热或冷却任务，一般是通过换热器来实现的，即换热器必须在单位时间内完成传送一定的热量以满足工艺要求。换热器性能指标之一是传热系数K。通过对这一指标的实际测定，可对换热器操作、选用、及改进提供依据。一、基本原理传热系数K值的测定可根据热量恒算式及传热速率方程式联立求解。传热速率方程式Q=KStm→K=Q/Stm对于整个换热器，其热量的衡算式为Q=wh(Hh1-Hh2)=wc(Hc1-Hc2)＋Q损如果换热器中的流体均无相变，且流体的比热容不随流体温度变化而为常数时，即Q=

2、WhCph（T1－T2）=WcCpc（t2－t1）＋Q损若实验设备保温良好，Q损可忽略不计，所以Q=WhCph（T1－T2）=WcCpc（t2－t1）S——传热面积（这里基于外表面积），m2；一、基本原理tm为换热器两端温度差的对数平均值，即一、基本原理冷、热流体的初、终温各自相同时，逆流的tm较并流时的tm大，推动力：逆流>并流，逆流时冷热流体用量少。当　　　　时，可以用算术平均温度差()代替对数平均温度差。由上式所计算出口的传热系数K为测量值K测。（t中较大的为t2，较小t1）一、基本原理传热系数的计算值K计可

3、用下式进行计算：两流体通过管壁的传热包括：一、基本原理当壁厚一样时，di=d0=dm当管壁和垢层的热阻可以忽略不计时，上式可简化成：K主要决定于流体的物性、传热过程的造作条件及换热器的类型。四、实验装置及流程本实验装置为一套管换热器，采用冷水—热水系统，流程如图4-4所示。12345678910111．调节阀2．转子流量计3．铜电阻4．换向阀5．套管换热器6．仪表箱7．温度显示仪8．转子流量计9．热水罐10．管道泵11排气阀四、实验装置及流程实验装置设有逆流和并流（报告上应标明流向）两种流程，通过换向阀门改变冷水的流向，进而测

4、得两流体逆流或并流流动时的总传热系数。四、实验装置及流程2．主要设备仪表规格套管换热器：内管为紫铜管，管径do=6mm；换热管长度l=1.075m；测温装置：Cu50型铜电阻配以数字温度显示仪；意义：电阻50欧姆热水发生器：219×6mm，材质为不锈钢；加热器功率：1kW，由智能程序控温仪控制并显示其中温度；流量计：LZB—15转子流量计，范围：0~160L/h；LZB—25转子流量计，范围：0~400L/h。3.测量参数1）Wh，Wc，流量——转子流量计2）温度——铜电阻（果场温度变化小，需要测量精度高的仪器，若精度低可能

5、测不出温差）3）特征尺寸d,l——设备名牌标出五、实验步骤1.熟悉流程、管线，检查各阀门的开启位置，熟悉各阀门的作用。流程：确定逆流并流，谁走管内谁走管外。（冷水走管内，热水走管外。为什么这样安排？）2.将热水发生器水位约维持在其高度的2/3，把换向阀门组调配为逆流。3.打开总电源开关，通过智能程序控温仪设定加热器温度，通电加热并启动管道泵，开启热水调节阀调节热水流量为定值。（加热温度应控制在40ºC）4.当热水发生器温度接近设定值时开启冷水离心泵和出口阀，调节冷水阀使冷水流量为定值。实验过程中注意开启冷水槽上水阀勿使槽内水位

6、下降太多。五、实验步骤5.待冷、热水温度稳定后，记录冷、热水的进出口温度。（传热平衡，稳定后计录数据，实验存在热损失，Q=WhCph（T1－T2）=WcCpc（t2－t1）＋Q损，当Q热—Q冷<20%可视为稳定。）6.调节冷水阀，改变冷水流量，（冷水流量不要太小，若太小，冷热流体文差大，一般从80L/h开始）测取6个数据。注意，每次流量改变后，须有一定的稳定时间，待有关参数都稳定后，再记录数据。7.把换向阀门组调配为并流，调节冷水阀，改变冷水流量，待温度稳定后记录有关参数。8.实验结束后，关闭调节阀门，关闭热水泵的电源开关并关

7、闭冷水离心泵出口阀及离心泵，最后关闭总电源。七、思考题1.影响传热系数K的因素有哪些？对流传热是流体在具有一定形状及尺寸的设备中流动时发生的热流体到壁面或壁面到冷流体的热量传递过程，因此它必然与下列因素有关。1.引起流动的原因2.流体的物性影响较大的物性有：，，，cp。的影响：；的影响：Re；cp的影响：cpcp单位体积流体的热容量大，则较大；的影响:Re3.流动型态：4.传热面的形状、大小和位置不同的壁面形状、尺寸影响流型；会造成边界层分离，产生旋涡，增加湍动，使增大。5.是否

8、发生相变七、思考题2.在实验中哪些因素影响实验的稳定性？尽量增大实开始时冷热流体的温度差，采用逆流的形式，缓慢调节流量，实现清理管道，等。3.根据实验结果分析如何强化传热？强化传热的途径：，分别从K,S，tm着手，七、思考题1）传热系数Ka.管壁热阻b/λ，对K影响不大，可