实验4传热(空气—蒸汽)

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1、实验四：传热（空气一蒸汽）实验实验目的1.了解间壁式换热器的结构与操作原理；2.学习测定套管换热器总传热系数的方法；3.学习测定空气侧的对流传热系数；4.了解空气流速的变化对总传热系数的影响。基本原理：对流传热的核心问题是求算传热膜系数Q,当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为：（4一1）对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故（4一2）本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数m、n和系数A。用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re和Pr分别回归。本实验可简化上式，即取n二0.4（流体被加热）。这样，上式即变为单变量方程，再两边取对数，即得到直

2、线方程:-

3、g(4—3)在双对数坐标中作图，找出直线斜率，即为方程的指数H1。在直线上任取一点的函数值代入方程中，则可得到系数A,GP：PrM«Re-（4-4）用图解法，根据实验点确定直线位置有一定的人为性。而用最小二乘法回归，可以得到最佳关联结果。应用微机，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A、Hl、no对于方程的关联，首先要有Nu、Re、Pr的数据组。其准数定义式分别为：JUZZ实验中改变冷却水的流量以改变Re准数的值。根据定性温度（冷空气进、出口温度的算术平均值）计算对应的Pr准数值。同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数a值。进而算得Nu准数值。牛顿冷

4、却定律：（4-5）式中：Q—传热膜系数，［W/m2・°C］；Q—传热量，［W］；A—总传热而积，［m2］；△tm—管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，［°C］o传热量Q可由下式求得：G=r^Cp(^-Q/36XM^cp(h(4—6)式中：W—质量流量，［kg/h］；Cp一流体定压比热，［J/kg•°C］；tl、t2—流体进、出口温度，［°C］；P—定性温度下流体密度，［kg/m3］；V—流体体积流量，［m3/s］。注意事项：(1)、学校的设备大都是需要用电为差计测量电流然后计算温度的，此套设备比较先进，采用了数字显示仪表直接显示温度。(2)、关于排放不凝气：如果不打开放气

5、阀，理论上套管内的压力应该不断增大，最后爆炸，实际上由于套管的密封程度不是很好，会漏气，所以压力不会升高很多，基本可以忽略。另外不凝气的影响在实际是实验中并不是很大，在仿真实验中为了说明做了夸大。（3）蒸汽发生器：关于蒸汽发生器的控制和安全问题做了简化。（4）传热实验有两个流程，另一个管内的介质为水，原理一样，只是流程稍有不同。传热膜系数测定实验姓名!PX1学号:14142701754班级：14原始数据：空气入口温度空气出口温度壁温1壁温2压差计读数2071.399.999.902070.699.999.982068.399.999.9162066.899.999.9282

6、065.299.999.9442064.299.999.9642063.299.999.9862062.599.999.91042061.799.999.91442061.299.999.9178处理结果:传热量(W)传热系数Nu准数张准数Pt准数0000・69952316.3173161.4504481.14255370.0355・69951488.5588871.9036071.504016526.7918・699505610.996732.3980091.898391699.9067.699515313.347592.8522452.262809881.4504・69

7、95415.766623.3280272.6438211066.153・699563217.891573.7314832.9683461239.474・699592619.377784.008253.191551365.799.699616822.401054.5908313.659431610.867・699648424.626585.0181574.0028081793.572・6996703关联结杲：Xu=O.OOOPr°-4Re°-00实验参数：套管有效长度(m)：1.25传热管內径(m)：22传热膜系数测定实验姓名spxl学号：14142701754班级:14原始

8、数据:空气入口温度空气岀口温度壁温1壁温2压差计读数2071.299.999.922070.699.999.972068.399.999.9152066.899.999.9272065.199.999.9442064.399.999.39632063.299.999.9862062.499.999.91132061.699.999.91442061.299.999.9177处理结果:传热量M传热系数Nu進数Re准数P朋数3.1931・7394838・5820568184.6983.69952185.9093081.