传热实验20110523(生工).ppt

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1、化工原理实验福州大学化工原理实验室二○一一年五月修订传热实验传热实验装置实验三　传热实验一、实验目的六、操作要点二、实验任务七、数据处理三、实验原理八、数据处理注意点四、设计思路九、实验报告要求五、实验流程福州大学化工原理实验室一、实验目的1、加深对传热过程的理解。2、学习并掌握传热系数、传热膜系数的测定方法。3、学会用最小二乘法或作图法确定准数关系式中常数A和指数m。4、比较传热效果，了解工程上强化传热的措施。5、培养工程观念、动手能力和其它综合素质。二、实验任务任务(2):确定准数关系式中常数A和指数m。任务(1)：测定普通管和

2、强化管的传热系数、传热膜系数以及和。三、实验原理本传热实验装置有两根套管换热器，一根为普通套管换热器，另一根为内插螺旋线圈的套管换热器，用水蒸气加热空气，采用计算机数据在线采集和自动控制系统，可实行自动操作或手动操作。套管换热器传热示意图如下页所示。实验原理疏水器不凝性气体排出阀影响对流传热的因素很多，很难提出一个普遍的公式用以计算各种情况下的对流传热系数α。一种解决方法是用因次分析法。把影响α的因素归纳成几个准数，以减少变量数，再用实验方法确定这些准数在不同情况下的经验式，用以计算这些情况下的α。无相变时强制湍流下的对流传热影响因

3、素主要有：定性长度、流体的流速、粘度、导热系数、比热和密度。实验原理（要求掌握因次分析法,请同学们自己归纳出下页的无因次数群)7个物理量涉及到4个基本因次，因此可以归纳出3个无因次数群，它们之间的关系为：式中：努塞尔特准数，被决定准数雷诺准数，反映流体的流动型态和湍动程度普兰特准数，反映与传热有关的流体物性注意　　定性尺寸实验原理当流体在圆形直管中作强制湍流时，其定性尺寸为管径，即系数与指数和则需由实验加以确定。对于气体，基本上不随温度而变，可视为一常数，因此，上式也可简化为：对流传热系数的准数关联式为实验原理四、实验方案设计思路系

4、数和指数的求解求方法一求方法二五、实验流程普通管强化管孔板流量计旁路调节阀旋涡气泵电加热器测量仪表面板示意图壁面温度℃六、实验操作要点（1）1．实验前的准备（1）向电加热釜加水至液位计上端红线处。（2）检查空气流量旁路调节阀是否全开。（3）检查普通管和强化管的各支路控制阀是否已按要求打开或关闭。（4）接通电源总闸，设定加热电压，启动电加热器开关，开始加热。2．实验开始（1）加热10min，启动鼓风机。（2）观察到蒸汽排出口有恒量蒸汽排出，标志着实验可以开始。（3）调节空气流量旁路阀的开度，使压差计读数为所需的空气流量值。若为计算机在

5、线数据采集，则可直接从屏幕上读取空气流量值。建议从最大流量开始实验。旁路全开时，通过传热管的空气流量是最大还是最小？实验操作要点（2）（4）稳定5min左右读取压差计读数，以及、和T值。注意：第1个数据点必须稳定15min。（5）重复（3）与（4）步骤，共做7个空气流量值实验（注意：最小、最大流量值一定要做）。3．实验结束（1）关闭加热器开关。（2）过5min后关闭鼓风机，并将旁路阀全开。（3）切断总电源。实验操作要点（3）七、数据处理式中：——空气入口温度（即流量计处温度）下的体积流量，——孔板两端压差，kPa——空气入口温度（即

6、流量计处温度）下的密度，1、求Re数所需参数的测定与计算1、求Re所需参数的测定与计算雷诺数：式中：V——实验条件（管内平均温度）下的空气体积流量，——管内平均温度，℃——传热内管空气进口（即流量计）处的温度，℃流量：流速：注意：要用内径2、求Nu所需参数的测定与计算当时T≈Tw（℃）1、在回归　　　　　　　　　　　　　方程时不能用下列公式计算（请分析为什么？）八、数据处理注意点2、注意上述两个经验式的应用范围。在进行误差分析时，通常要求将实验结果与经验式进行比较。请问能否将强化管的实验结果与上两式进行比较？数据处理注意点3、回归方

7、程可以用最小二乘法，也可以用作图法，如下两页所示（下面的图是以　　　　　为例.）4、计算示例只要以其中一根管的其中一组数据为例即可。在开始计算之前，要说明“以什么为例”，然后写出原始数据。每一计算过程都应包括：公式、数据代入、答案和单位。5、同组同学应取不同组数据进行处理。否则按计算雷同扣分。九、实验报告要求（1）实验报告总体按绪论课要求。（2）数据处理注意事项见本课件第八点。（3）为比较普通套管换热器和强化套管换热器的传热效果，需将两根管的的数据画在同一张图中。（4）结果讨论要有理论依据，说明强化的原因，并提出一些强化的措施。