最新实验五对流传热系数教学讲义ppt.ppt

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1、实验五对流传热系数2021/8/102实验五对流传热系数的测定二、基本原理1．对流传热系数的测定（有相变化的传热过程）套管式换热器2021/8/103二、基本原理在套管换热器中，环隙中通水蒸汽，（饱和蒸汽走管间，以便及时排除不凝液和不凝气体，而且蒸汽较洁净，管间易清洗）内管管内通空气，水蒸汽冷凝放热加热空气，当传热达到稳定之后空气侧对流传热系数i与总传热系数K有以下关系：2021/8/107二、基本原理由传热速率方程式知，单位时间、单位传热面所传递的热量为Q=K(T-t)而对流传热所传递的热量，对于冷热流体可由牛顿

2、定律表示Q=h·(T-Tw1)或Q=c·(tw2-t)不能通过解析法得到对流传热系数的关系式，它必须由实验加以测定获得。2021/8/108二、基本原理采用因次分析法组成若干个无因次数群，获得描述对流传热过程的无因次方程。如流体在圆形（光滑）直管中做强制对流传热时传热系的变化规律可用如下准数关联式表示Nu=CRemPrnC=0.023m=0.8加热n=0.4；冷却n=0.3。w=vρ=uAρ2021/8/109二、基本原理对空气而言，在较大的温度和压力范围内Pr准数实际上保持不变，取Pr=0.7。因空气被加热，取n

3、=0.4，则努塞尔准数可简化为：(C´=C·Prn=0.867C)对上式两边取对数lnNu~lnRe作图为直线，直线的斜率为m，截距为lnC´对于螺旋槽管的准数关联式：2021/8/1010二、基本原理3．Re与Nu的计算式中di———管内径,m；———定性温度下空气的粘度，Pa·S；式中—定性温度下空气的导热系数，W(m·℃)。2021/8/1011三、实验装置及流程1．实验流程本实验有四套套管换热器组成，其中一套是螺旋槽管（为了增加湍动,传热好，空气进出口温差大），另三套是光滑管。2021/8/1012三、实

4、验装置及流程1．实验流程12346578910111213对流传热实验装置流程图1.蒸汽发生器2．压力表3．安全阀4．套管换热器5．仪表箱6．U型管压差计7．放气阀8．转子流量9．旁通阀10．气泵11．冷凝水罐12．温度显示仪13．阀门2021/8/1013三、实验装置及流程2021/8/10141．实验流程注意事项：1.温度计埋在壁面内，测得的α实际包括了壁面污垢的影响2.旁通阀的使用：始终不能完全关闭。因为关闭后，会使阻力无限增大，容易烧坏气泵。做完实验后，应先全开旁通阀，调节转子流量计读数为0，在关闭气泵，否则会

5、损害转子流量计。2021/8/10152.测定参数及仪表1）冷热流体的流量Q——转子流量计（蒸汽——空气：体积流量）2）温度T——铜电阻温度计（蒸汽——空气）3）压强P——U型压差计4）特征尺寸d，l——给出要在特定T，P下，对进行校正，换算成标准状态下的Vs。2021/8/1016四、操作要点1.把蒸汽发生器加蒸馏水至恒定水位，然后关闭蒸汽阀，打开总电源开关，给温控仪设定适当温度（105~108°C）。2.待蒸汽发生器内温度接近设定温度时，打开蒸汽阀门至最大，阀门14；使蒸汽进入套管环隙。（空气走管内，空气不易产生污

6、垢，以清洁；水蒸气走管间，易排除不凝气体和清洁）3.打开放气阀排除不凝性气体，打开放气阀7；4.微开排液阀，以便冷凝水及时排除。一直保持打开状态，但不要太大，以免蒸汽大量被排走，而且会使蒸汽温度降低，即稍有冒汽即可。2021/8/1017四、操作要点5.保证蒸汽温度尽量稳定，排除不凝气体6.等蒸汽稳定后，打开空气旁通阀（配合风机正确使用），开启风机，调节阀门使流量到指定刻度，待稳定后，记录数据，即进出口温度差恒定时记录。6.改变空气流量，稳定后，读取数据。7.实验结束后，先打开空气调节阀后关闭风机，最后关闭总电源开关。

7、8.读大气压力计值，记录操作条件下大气压强值。2021/8/1018五、思考题1.实验过程中，蒸汽温度改变对实验结果有什么影响？如何保持蒸汽温度恒定？蒸汽温度提高，只影响tm，T增大，tm增大，在其它条件不变的情况下，从公式可以看出，对流传热系数减小。措施：及时排除不凝气体和冷凝水，保持蒸汽压力恒定。2021/8/1019五、思考题2.本实验中，空气与蒸汽流径能否改变？这样安排的优点是什么？书275~2763.实验过程中，如何判断传热达到稳定？在实验进行一段时间后，如果在温度显示仪上蒸汽的温度和空气的出口温度都为稳

8、定值，即表示传热达到稳定。2021/8/1020五、思考题4.蒸汽冷凝过程中不凝性气体存在对实验结果会有什么影响？应采取什么措施解决？在套管换热器中，环隙中通水蒸汽，内管管内通空气，水蒸汽冷凝放热加热空气，空气侧对流传热系数i与总传热系数K有以下关系：若有不凝气体存在，使得减小，K减小。措施：因为蒸汽冷凝传热系数很大，空气的传热