实验六气-汽对流传热实验

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1、实验六气■汽对流传热实验一、实验目的1.通过对空气一水蒸汽套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数5的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。2.了解常用的测温方法及热电偶的基本理论。二、实验原理管式换热器是一种间壁是式的传热装置，冷热流体间的传热过程，是由热流体对壁面的对流传热、间壁的固体热传导和壁面对冷流体的对流传热三个子传热过程组成。如下图所示：以冷流体侧传热面积为基准过程的传热系数与三个了过程的关系为:(1)118AC-+一+-叭从”5Ah对于已知的物系和确定的换热器，上式可以表示为：K=f(Gn;Gc)(2)由此可以知道，通过分别考察冷热流体

2、流量对传热系数的影响，从而叮以达到了解某个对流传热过程的性能。若要了解对流传热过程的定量关系，可由非线性数据处理得到。这种研究方法是过程分解与综合实验研究方法的实例。传热系数K借助于传热速率方程式和热量衡算方程式求取。热量衡算方程式，以热空气作衡算：Qh=GhCpA(T进—T出)(3)传热速率方程式：Q=KAcAtm(4)式中对数平均温丼由下式确定：心_7进-5J-⑺出-(进)说一—1評进认)—(T出-「进)式中：K….传热总系数W/m2.k；a--流体的传热膜系数W/m2.k；A--换热器的总传热而积m2；G・…流休的质量流量Kg/s；Q-—总传热

3、量J/s；Cp--流体的恒压热容J/Kg.K；T--热流体的温度°C；t■冷流体的温度°C；5—-■固体壁的厚度mA固体壁的导热系数W/m.k；下标：h—热流体；c…■冷流体；进■…进口；出一一出口；逆一逆流；平均值三、实验装置及流程1.实验装置的主要特点(1)实验操作方使，安全可靠。(2)冷流体是水，热流体是空气。水经转子流量计测量，温度计测量进口温度后，进入换热器壳程，换热后在出口处测量其出口温度，热流体口风机进來，经转子流量计测量流量后，进入加热到120°C流入换热器管程，并在进口处测量其进口温度，在出口处测量其出口温度。(3)水，电的耗用小，

4、实验费用低。2.设备主要技术数据(1)列管式换热器型号：GLC-0.63壳程采用圆缺型扌半板，传热管为不锈钢管，管径：①10X1mm有效管长：1000mm;管数：20根管外侧传热总面积：0.63m2(2)流量测量冷热流体转了流量计型号：LZB-25量程:1：10精度:1.5级范围：气体2.5-25NmVH液体：100-1000NL/H(3)温度测量：测量冷热流体进出口温度—次仪表:ptioott电阻;4支,量程:0-400°C二次仪表：数显仪表LU-901M,精度：0.2级；一台控温仪表：人工智能温度调节仪表AI-708,精度：0.2级；一台3.实验

5、装置及流程实验装置及流程如图所示。空气由旋涡气泵吹出，由旁路调节阀调节，经流量计，进入换热器内管。蒸汽由加热釜发生后自然上升逆流进入换热器壳程，由另一端蒸汽出口自然喷出，达到逆流换热的效果。图空气一水传热实验装置流程图1—旋涡气泵；2—蒸汽发生器；3、4、5—流量调节阀；6—套管换热器;7、8、9、10—温度计;11—转子流量计四、实验方法及步2(1)打开冷流体(水)的阀门，由调节阀5调节流量的大小，控制流量在200L/H左右。(2)启动气源气泵，打开阀门4,有调节阀3调节空气的流量，维持流量计读数为5m7Ho接通电源，在智能温度调节仪表AI-708

6、±设定温度为100-120°Co(3)维持冷热流体流量不变，热空气进口温度在一定时间内(10分钟)基本不变时，可以记取有关数据。(4)测定传热系数1＜时・，在维持冷流体(或者热空气)流量不变的情况下,根据实验步点要求，改变热空气(或冷流体)流量若干次。(5)实验结束，关闭加热电源，待热空气温度降至50°C以下，关闭冷热流休调节阀，并关闭冷热流体源。五.使用实验设备应注意的事项1.加热时以设定温度120°C为好，不得大于150°C,以免超出Cu50铜电阻的测量范围。2.气源不可在0流量下工作，应采用旁路阀来调节为好。1.调节流量后，应至少稳定5・10分

7、钟后读取实验数据。2.电源线的相线，中线不能接错，实验桌铁架一定要接地（最起码也要接屮线）。六、实验原始数据记录与整理1.原始数据记录表序号热流体冷流体流量m3/H温度°C流ML/H温度°C5ThT进T出1234562数据处理结果丿丫号QhWAtm°CKW/m2.°CK（平均）W/m2.°C123456