传热膜系数测定实验报告
传热膜系数测定实验报告
北京化工大学化工原理实验报告实验名称：对流给热系数测定实验班级：姓名：学号：序号：同组人：设备型号：对流给热系数测定实验设备-第X套实验日期：一、摘要选用牛顿冷却定律作为对流传热实验的测试原理,通过建立水蒸汽—空气传热系统，分别对普通管换热器和强化管换热器进行了对流传热实验研究。
确定了在相应条件下冷流体对流传热膜系数的关联式。
此实验方法可测出蒸汽冷凝膜系数和管内对流传热系数。
本实验采用由风机、孔板流量计、蒸汽发生器等装置，空气走内管、蒸汽走环隙，用计算机在线采集与控制系统测量了孔板压降、进出口温度和两个壁温，计算传热膜系数α，并通过作图确定了传热膜系数准数关系式中的系数A 和指数m （n 取0.4），得到了半经验关联式。
实验还通过在内管中加入混合器的办法强化了传热，并重新测定了α、A 和m 。
二、实验目的1、掌握传热膜系数α及传热系数K 的测定方法；2、通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数A 和指数m 、n 的方法；3、通过实验提高对准数关系式的理解，并分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
三、实验原理热量的传递方式有传导、对流、辐射三种。
流体流经固体表面的传热包含壁面薄层的热传导和主体的热对流，总称为对流给热。
计算对流给热过程的热量Q 和热流密度q 等，通常需先确定给热系数α。
本实验以间壁式换热器中最简单的套管换热器为研究对象，令壳程走热水蒸汽，管程强制逆流走冷空气，跟据牛顿冷却定律可以测得圆管内空气一侧的给热系数α1。
进一步可以将无因次准数Nu ，Re ，Pr 等按经验形式联系起来，并回归其中的参数A,a 。
根据已知A,a 的通用关联式确定给热系数，也可达到一定的精度要求，是当前工程上确定α的重要方法。
牛顿冷却定律： m t A Q∆⋅⋅=α式中：α——内表面给热系数，[W/(m ²·℃)]； Q ——传热量，[W]； A ——总传热面积[m2²]；Δtm ——管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，[℃]；1t ——进口温度，[℃]；2t ——出口温度，[℃]；,1w t ——壁温，[℃]；,2t w ——壁温，[℃]。
实验3化工原理实验传热膜系数的测定
实验3化工原理实验传热膜系数的测定引言：传热膜系数是衡量传热效果的一个重要参数。
在化工工程中，准确测定传热膜系数对于设计和优化传热设备具有重要意义。
本实验旨在通过实验方法测定传热膜系数。
材料与方法：材料：水、试验设备、温度计仪器设备：传热装置、恒温器、温度计、流量计实验步骤：1.接通电源，打开恒温器，使其内部温度稳定在所需温度。
2.打开冷水和热水进水阀门，调节流量计开度至所需流量。
3.记录冷水、热水的入口和出口温度，并计算平均温度。
4.根据冷水和热水的平均温度与进出口温差，计算传热膜系数。
结果与讨论：实验中，我们进行了多组实验数据的测定，并计算了传热膜系数。
以下是两组实验结果的示例数据：实验1：冷水入口温度：20℃冷水出口温度：25℃热水入口温度：70℃热水出口温度：40℃冷水平均温度：22.5℃热水平均温度：55℃冷水和热水的进出口温差：2.5℃传热膜系数：10W/(m²·℃)实验2：冷水入口温度：15℃冷水出口温度：28℃热水入口温度：75℃热水出口温度：30℃冷水平均温度：21.5℃热水平均温度：52.5℃冷水和热水的进出口温差：3℃传热膜系数：15W/(m²·℃)通过多组实验数据的测定，我们可以发现传热膜系数与温差成正比例关系。
我们可以根据实验结果得到传热膜系数与温差的经验公式：q=KΔT，其中q为传热膜系数，ΔT为温差，K为比例常数。
结论：通过化工原理实验传热膜系数的测定，我们可以得到传热膜系数与温差的关系，并可以根据实验数据计算传热膜系数。
得到的实验结果可以在化工工程的传热设备设计和优化中起到重要的指导作用。
化工原理实验报告(传热)
北京化工大学化工原理实验报告传热膜系数测定实验院（部）：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工1005*名：*** 2010011136同组人员：王彬刘玥波方郡实验名称：传热膜系数测定实验实验日期： 2012.11.28传热膜系数测定实验一、摘要本实验以套管换热器为研究对象，以冷空气及热蒸汽为介质，冷空气走黄铜管内，即管程，热蒸汽走环隙，即壳程，研究热蒸汽与冷空气之间的传热过程。
通过测得的一系列温度及孔板压降数值，分别求得正常条件和加入静态混合器后的强化条件下的对流传热膜系数α及Nu ，做出lg （Nu/Pr0.4）～lgRe 的图像，分析出传热膜系数准数关联式Nu=ARemPr0.4中的A 和m 值。
关键词：对流传热 Nu Pr Re α A 二、实验目的1、掌握传热膜系数α及传热系数K 的测定方法；2、通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数A 和指数m 、n 的方法；3、通过实验提高对准数关系式的理解，并分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
三、实验原理黄铜管内走冷空气，管外走100℃的热蒸汽，壁内侧热阻1/α远远大于壁阻、垢阻及外侧热阻，因此研究传热的关键问题是测算α，当流体无相变时对流传热准数关系式的一般形式为：p n m Gr A Nu Pr Re ⋅⋅=对于强制湍流有： n m A Nu Pr Re =用图解法对多变量方程进行关联，要对不同变量Re 和Pr 分别回归。
本实验可简化上式，即取n=0.4（流体被加热）。
在两边取对数，得到直线方程为Re lg lg Pr lg4.0m A Nu+= 在双对数坐标中作图，求出直线斜率，即为方程的指数m 。
在直线上任取一点函数值代入方程中，则可得到系数A ，即mNuA RePr4.0=其中 λαλμμρdNu Cp du ===,Pr ,Re 实验中改变空气的流量，以改变Re 值。
根据定性温度计算对应的Pr 值。
同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数值，进而求得Nu 值。
传热膜系数的测定
传热膜系数的测定一、实验目的及任务1、了解套管换热器的结构和壁温的测量方法2、了解影响传热膜系数的因素和强化传热的途径3、体会计算机采集与控制软件对提高实验效率的作用4、学会传热膜系数的实验测定和数据处理方法二、实验内容1、测定正常条件下空气与铜管内壁间的对流传热膜系数α12、测定强化条件下空气与铜管内壁间的对流传热膜系数α1’3、回归两个条件下联式4.0Pr Re ⋅⋅=a A Nu 中的参数A 、a三、基本原理间壁换热器目前在工业上应用最多，其传热过程都是由壁内部热传导和壁两侧面与流体 的对流传热组合而成。
无论设计还是使用换热器，都离不开这个组合传热过程中的传热系数K ，其倒数1/K 称为总热阻。
总热阻主要由壁外侧热阻、壁热阻、壁内侧热阻三个串联环节叠加而成（可能还有污垢热阻），当三者较大差异时，总热阻将由其中最大的热阻所决定。
本实验选用最简单的套管式换热器为研究对象，管内走冷流体空气，管外走热流体水蒸气。
该换热过程内侧热阻1/α远远大于壁及外侧热阻，因此对流传热的核心问题是求算传热膜系数α。
1、 实验测定方法根据牛顿冷却定律变换得到：当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为： 牛顿冷却定律： m t A Q ∆=α （1） 式中：α——对流传热膜系数，W •m -2•℃； Q ——传热量，W ；A ——内壁传热面积，m 2；Δt m ——内壁与管内空气温度的对数平均温差,℃。
传热量可由下式求得：3600/)(3600/)(1212t t C V t t WC Q p s p -=-=ρ （2）式中:W ——质量流量，kg •h ；p C ——流体定压比热，J •kg -1·℃-1；21,t t ——流体进、出口温度，℃； ρ——定性温度下流体密度，kg •m -3； V s ——流体体积流量，m 3•s -1以上两式联立，加之部分测得数据，即可求得α。
空气体积流量由孔板流量计测得，其流量V 与孔板流量计压降ΔP 的关系为：54.02.26P V s ∆= （4-4-7）式中：ΔP ——孔板流量计压降，kPa ； V s ——空气流量，m 3•h 。
化工原理实验传热实验报告
传热膜系数测定实验（第四组）一、实验目的1、了解套管换热器的结构和壁温的测量方法2、了解影响给热系数的因素和强化传热的途径3、体会计算机采集与控制软件对提高实验效率的作用4、学会给热系数的实验测定和数据处理方法 二、实验内容1、测定空气在圆管内作强制湍流时的给热系数α12、测定加入静态混合器后空气的强制湍流给热系数α1’3、回归α1和α1’联式4.0Pr Re ⋅⋅=aA Nu 中的参数A 、a *4、测定两个条件下铜管内空气的能量损失 二、实验原理间壁式传热过程是由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热三个传热过程所组成。
由于过程复杂，影响因素多，机理不清楚，所以采用量纲分析法来确定给热系数。
1）寻找影响因素物性：ρ，μ ，λ，c p 设备特征尺寸：l 操作：u ，βgΔT 则：α=f （ρ，μ，λ，c p ，l ，u ，βgΔT ） 2）量纲分析ρ[ML -3]，μ[ML -1 T -1]，λ[ML T -3 Q -1]，c p [L 2 T -2 Q -1]，l [L] ，u [LT -1]， βg ΔT [L T -2]， α[MT -3 Q -1]]3）选基本变量（独立，含M ，L ，T ，Q-热力学温度） ρ，l ，μ, λ 4）无量纲化非基本变量α：Nu ＝αl/λ u: Re ＝ρlu/μ c p : Pr ＝c p μ/λ βgΔT : Gr ＝βgΔT l 3ρ2/μ2 5）原函数无量纲化 6）实验Nu ＝ARe a Pr b Gr c强制对流圆管内表面加热：Nu ＝ARe a Pr 0.4 圆管传热基本方程： 热量衡算方程：圆管传热牛顿冷却定律： 圆筒壁传导热流量：)]/()ln[)()()/ln(112211221212w w w w w w w w t T t T t T t T A A A A Q -----⋅-⋅=δλ 空气流量由孔板流量测量：54.02.26P q v ∆⨯= [m 3h -1，kPa]空气的定性温度：t=(t 1+t 2)/2 [℃]三、实验流程1、蒸汽发生器2、蒸汽管3、补水漏斗4、补水阀5、排水阀6、套管换热器7、放气阀8、冷凝水回流管9、空气流量调节阀10、压力传感器 11、孔板流量计 12、空气管 13、风机图1、传热实验流程套管换热器内管为φ27×3.5mm黄铜管,长1.25m,走冷空气，外管为耐高温玻璃管，壳程走100℃的热蒸汽。
传热实验报告
传热膜系数测定实验实验日期：2010/12/9班级:姓名：学号:同组人:实验装置：一.报告摘要本实验以套管式换热器为研究对象，并用常压下100℃的水蒸汽冷凝空气来测定传热膜系数，通过实验掌握传热膜系数及传热系数的测定方法，并确定传热膜系数准数关系式中的系数及分析影响传热膜系数的因素。
关键词：传热膜系数α，传热系数K ，努赛尔数Nu ，雷诺数Re ，普朗特准数Pr二.目的及任务1. 掌握传热膜系数α及传热系数K 的测定方法；2. 通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数A 和指数m 的方法；3. 通过实验提高对准数关系式的理解，并分析影响α的因素。
三.基本原理对流传热的核心问题是求算传热系数α，当流体无相变时对流传热准数关系式的一般形式为p n m Gr A Nu Pr Re =对于强制湍流而言，Gr 数可忽略，即n m A Nu Pr Re =本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关系式中的指数m 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=0.4。
在两边取对数，得到直线方程为Re lg lg Prlg 4.0m A Nu+= 在双对数坐标中作图，求出直线斜率，即为方程的指数m 。
在直线上任取一点函数值代入方程中，则可得到系数A ，即m NuA RePr 4.0=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。
应用计算机辅助手段，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A,m,n 。
对于方程的关联，首先要有Nu,Re,Pr 的数据组。
其特征数定义式分别为λαλμμρd Nu Cp du ===,Pr ,Re 实验中改变空气的流量，以改变Re 值。
根据定性温度计算对应的Pr 值。
同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数值，进而求得Nu 的值。
牛顿冷却定律为m t A Q ∆=α式中α——传热膜系数，W/(m 2·℃)；Q ——传热量，W ；A ——总传热面积，m 2；Δt m ——管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，℃。
传热膜系数的测定
传热膜系数的测定姓名：王丽班级：应化11001 序号：15 指导教师：吴洪特一．实验目的1.通过实验掌握传热膜系数α的测定方法，并分析影响α的因素；1.掌握确定传热膜系数特征关联式中的系数A和指数m、n的方法；用图解法和线性回归法对αi的实验数据进行处理，求关联式Nu=ARe m Pr0.4中常数A，m的值。
3.通过对管程内部插有螺旋形麻花铁的空气—水蒸气强化套管传热器的实验研究，测定其特征数关联式Nu＇=BRe m中常数B、m的值和强化比Nu＇/Nu，了解强化传热的基本理论和基本方式。
4.学会测温热电偶的工作原理、使用方法。
二、实验原理（1）套管式传热膜系数的测定对流传热的核心问题是求算传热系数α，当流体无相变化时对流传热特征数关联式一般形式为：对强制湍流，Gr数可以忽略，。
本实验，可以图解法和最小二乘法两种方法计算特征数关联式中的指数m、n和系数A。
图解法中，可取n=0.4（）实验中流体被加热）。
这样就简化成单变量方程。
两边取对数，得到直线方程：在双对数坐标系中作图，找出直线斜率，即为方程的指数m。
在直线上任去一点的函数值代入方程中得到系数A，即用图解法，根据试验点确定直线位置，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。
应用计算机对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A、m、n可以看出方程的关联，首先要有Nu、Re、Pr的数据组。
雷诺数：：努赛尔数：；普兰特数：；式中d——换热器内管内径，m；——空气传热膜系数，W/m2·℃；——空气密度，kg/m3；——空气的热导率，W/m·℃；——空气定压比热容，J/kg·℃；——空气的黏度，Pa·s。
应为空气传热膜系数α1远小于蒸气传热膜系数α2，所以传热管内的对流传热系数α1约等于冷热流体间的总传热系数K，即α1≈K，则有牛顿冷却定理：式中A——总传热面积，m2；——管内外流体的平均温差，℃其中：，T——蒸气侧的温度，可近似用传热管的外壁面平均温度（℃）表示。
传热膜系数测定实验报告北京化工大学化工原理实验
传热膜系数测定摘要：选用牛顿冷却定律作为对流传热实验的测试原理,通过建立不同体系的传热系统,即水蒸汽—空气传热系统、分别对普通管换热器和强化管换热器进行了强制对流传热实验研究。
确定了在相应条件下冷流体对流传热膜系数的关联式。
此实验方法可以测出蒸汽冷凝膜系数和管对流传热系数。
本实验采用由风机、孔板流量计、蒸汽发生器等组成的自动化程度较高的装置，让空气走管，蒸汽走环隙，用计算机在线采集与控制系统测量了孔板压降、进出口温度和两个壁温，计算了传热膜系数α，并通过作图确定了传热膜系数准数关系式中的系数A 和指数m （n 取0.4），得到了半经验关联式。
实验还通过在管中加入混合器的办法强化了传热，并重新测定了α、A 和m 。
一、 实验目的1、掌握传热膜系数α及传热系数K 的测定方法；2、通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数A 和指数m 、n 的方法；3、通过实验提高对准数关系式的理解，并分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
二、基本原理对流传热的核心问题是求算传热膜系数 ，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为：p n m Gr A Nu ⋅⋅⋅=Pr Re （1）对于强制湍流而言，Gr 准数可以忽略，故n m A Nu Pr Re ⋅⋅= （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 ＝0.4（流体被加热）。
这样，上式即变为单变量方程，在两边取对数，即得到直线方程： Re lg lg Pr lg 4.0m A Nu += （3）在双对数坐标中作图，找出直线斜率，即为方程的指数m 。
在直线上任取一点的函数值代入方程中，则可得到系数A ，即： m Nu A Re Pr 4.0⋅=（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。
传热膜系数实验报告
本实验装置采用ＡSCOM５320 型鸭梨传感器，其测量范围为０—20kPa。 （２)显示仪表
本实验中所有温度和压差均由人工智能仪表读取，测量点分别为：孔板压降， 进出口温度，壁温。 3.流程说明
Ｑ——穿热量，W；
Ａ——总传热面积,ｍ2；
△tm ——管壁温度与管内流体温度的对数平均温差,℃。 穿热量可由下式求得
Q Wc p (t2 t1 ) / 3600 Vsc p (t2 t1 ) / 3600
式中 W——质量流量，kg/h； cp——流体的比定压热容,J／(kｇ．℃)； ｔ1，t2——流体进、出口温度,℃； ρ——定性温度下流体密度,kｇ/m3; Vｓ——流体体积流量，m３/h;
本实验选用牛顿冷却定律作为对流传热实验的测试原理,通过建立不同体系 的传热系统,即水蒸汽—空气传热系统、分别对普通管换热器和强化管换热器进 行了强制对流传热实验研究。确定了在相应条件下冷流体对流传热膜系数的关联 式。此实验方法可以测出蒸汽冷凝膜系数和管内对流传热系数。采用由风机、孔 板流量计、蒸汽发生器等组成的自动化程度较高的装置,让空气走内管，蒸汽走 环隙,用计算机在线采集与控制系统测量了孔板压降、进出口温度和两个壁温, 计算了传热膜系数α，并通过作图确定了传热膜系数准数关系式中的系数Ａ和指 数 m（n 取 0.4），得到了半经验关联式。实验还通过在内管中加入混合器的办法 强化了传热,并重新测定了 α、Ａ和 m。
６5.1 64.8 64.4 ６4.3 64.2 64.6 65．2
壁温 t1/℃ 101.１ １0１
实验3化工原理实验传热膜系数的测定
实验3 化工原理实验传热膜系数的测定实验报告实验3：化工原理实验传热膜系数的测定一、实验目的1.学习和掌握传热膜系数的概念及其物理意义。
2.通过实验测定不同条件下的传热膜系数，了解其对传热过程的影响。
3.学习和掌握传热实验的基本方法和技能。
二、实验原理传热膜系数（也称为传热系数）是指在单位时间内、单位温度差下，通过单位面积的热量。
它反映了传热过程中，单位面积的热流量大小。
本实验通过测量加热管内溶液的温度变化，以及测量加热管外表面的温度，来测定传热膜系数。
实验采用同心套管式换热器，由内、外两根套管组成，其中外管走冷却水，内管走加热液体。
当内管中的加热液体通过时，热量会通过内管壁传递到外管中的冷却水，使得两者温度发生变化。
通过测量内、外管的温度变化以及内管的热流量，可以计算出传热膜系数。
三、实验步骤1.准备实验器材：同心套管式换热器、加热器、温度计、冷却水、加热液体等。
2.将同心套管式换热器安装在实验装置上，确保密封良好。
3.启动加热器，加热内管中的加热液体。
4.测量内管的初始温度Ti和外管的初始温度To。
5.在加热过程中，控制冷却水的流量，使内外管的温度变化保持稳定。
6.加热一定时间后，停止加热，记录内管的最终温度Tf和外管的最终温度Tf。
7.测量加热过程中内管的热流量Q。
8.改变加热液体的流速或更换不同材料的外管，重复步骤3-7。
四、实验数据分析1.根据测量数据计算传热膜系数：传热膜系数K可以通过下式计算：K = Q / (Tf - Ti) / A / Δt其中，Q为加热过程中内管的热流量（W），Ti和Tf分别为内管初始和最终温度（℃），A为内管表面积（m2），Δt为加热时间（s）。
2.将不同条件下的传热膜系数进行比较，分析传热膜系数与哪些因素有关。
3.根据实验数据，可以得出以下结论：（1）传热膜系数随着加热液体流速的增加而增加，表明流速对传热过程有促进作用。
（2）传热膜系数随着外管材料的不同而有所差异，表明材料性质对传热过程有影响。
传热膜系数测定实验
北京化工大学化工原理实验报告实验名称：传热膜系数测定实验班级：学号：姓名：同组人：实验日期： 2015-12-14摘要本实验以套管换热器为研究对象，以冷空气及热蒸汽为介质，冷空气走黄铜管内，即管程，热蒸汽走环隙，即壳程，研究热蒸汽与冷空气之间的传热过程。
通过测得的一系列温度及孔板压降数值，分别求得正常条件和加入静态混合器后的强化条件下的对流传热膜系数α及Nu，做出lg（Nu/Pr0.4）～lgRe的图像，分析出传热膜系数准数关联式Nu=Are m Pr0.4中的A和m值。
关键词：对流传热 Nu Pr Re α A一、目的及任务1、掌握传热膜系数α及传热系数K的测定方法。
2、通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数A和指数m、n的方法。
3、通过实验提高对准数关系式的理解，并分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
二、基本原理对流传热的核心问题是求算传热系数α，当流体无相变时对流传热准数关系式的一般形式为对于强制湍流而言，Gr数可忽略，即本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关系式中的指数m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=0.4。
在两边取对数，得到直线方程为在双对数坐标中作图，求出直线斜率，即为方程的指数m。
在直线上任取一点函数值代入方程中，则可得到系数A，即用图解法，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。
应用计算机辅助手段，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A,m,n。
对于方程的关联，首先要有Nu,Re,Pr的数据组。
其特征数定义式分别为实验中改变空气的流量，以改变Re值。
根据定性温度计算对应的Pr值。
同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数值，进而求得Nu的值。
牛顿冷却定律为式中α——传热膜系数，W/(m2·℃)；Q——传热量，W；A——总传热面积，m2；Δtm——管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，℃。
传热膜系数测定实验
实验数据表格
序 空气入口 空气出口 壁温1 号 温度[℃] 温度[℃] [℃] 壁温2 孔板压降 [℃] [kPa]
Re
Nu
Pr
10
实验结果作图及要求
1、在双对数坐标系中画出Nu／Pr0.4～Re的关系图；
11
2、整理出传热膜系数α的准数关系式； 3、讨论影响α的因素及强化传热的措施； 4、思考题7选4。
7
四、实验流程图
8
五、操作步骤
1、向蒸汽发生器加水至液位计高度4／5，关闭补水阀，启 动加热器； 2、铜管表面出现液滴时，全开阀门，调频率50Hz启动风机 预热5分钟； 3、间隔4Hz由大到小改变空气流量，孔板压降最小值大于 0.1kPa，稳定2分钟后记录数据； 4、加入静态混合器进行强化传热实验，方法同3，注意空 气出口温度计对中； 5、数据采集与控制软件使用及现场清理。
2
二、实验目的
在套管总传热方程 总传热系数
1 K
Q = K ⋅ A ⋅ Δt m
= 1
α
+
1
1 1 + λ / d α 2
α1 范围：
λ/d范围： α2 范围：
104 W/(m2•℃) 104 W/(m2•℃) 2000 W/(m2•℃)
关键因素α2，如何确定？进而确定K，求算A
3
通过实验要达到以下目的：
1、测定管内壁与空气的对流传热膜系数α； 2、测定用因次分析法求α时，关联式Nu=ARemPrn 中的参数； 3、分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
4
三、实验原理
温度 ［℃］
t出
t 气膜
w
液膜
（一）确定对流传热膜系数α:
(t (t
传热膜系数测定实验报告加思考题解读
目录一•摘要 (1)二实验目的 (1)三.实验基本原理及内容 (1)四.实验装置说明及流程图 (3)五.实验步骤 (4)六.实验注意事项 (4)七.实验数据处理 (5)A.结果与讨论 (8)九•误差分析 (9)十.思考题 (9)实验三传热膜系数测定实验一摘要选用牛顿冷却定律作为对流传热实验的测试原理，通过建立不同体系的传热系统,即水蒸汽一空气传热系统、对普通管换热器进行了强制对流传热实验研究。
确定了在相应条件下冷流体对流传热膜系数的关联式。
此实验方法可以测出蒸汽冷凝膜系数和管内对流传热系数。
本实验采用山风机、孔板流量计、蒸汽发生器等组成的自动化程度较高的装置，让空气走内管，蒸汽走环隙，用计算机在线采集与控制系统测量了孔板压降、进出口温度和两个壁温，计算了传热膜系数a, 并通过作图确定了传热膜系数准数关系式中的系数A和指数m （n取0.4），得到了半经验关联式。
关键词：对流传热对流传热膜系数蒸汽冷凝膜系数管内对流传热系数二•实验目的1.掌握传热膜系数a及传热系数K的测定方法；2.通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数A和指数m、n的方法；3.通过实验提高对准数关系式的理解，并分析影响a的因素，了解丄程上强化传热的措施。
三.实验基本原理及内容对流传热的核心问题是求算传热膜系数，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为：Nu = ARe m-Pr n-Gr p（1）对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故Nu = ARe m Pr n（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 Ao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 = 0.4 （流体被加热）。
这样，上式即变为单变量方程，在两边取对数，即得到直线方程：lgRT = lgA + 〃lg RePi (3)在双对数坐标中作图，找出直线斜率，即为方程的指数m。
在直线上任取一点的函数值代入方程中，则可得到系数A,即：4 Nu -Pr04-Re M,(4)用图解法，根据实验点确定直线位置有一定的人为性。
传热摸系数测定实验报告
传热摸系数测定实验报告摘要：本实验旨在通过测定不同材料的传热摸系数，探究材料对热传导的影响，并了解不同材料的传热性能。
实验使用了热传导实验装置，以纸板、木材和铝板作为测试材料，通过测量不同材料的温度变化和时间，计算得出材料的传热摸系数。
结果显示，铝板的传热摸系数最高，其次是木材，而纸板的传热摸系数最低。
引言：传热是物质中热量传递的过程，了解材料的传热性能对于研究热力学和物质的热传输具有重要意义。
传热摸系数是描述材料传热性能的重要参数，它反映了材料传导热量的能力。
本实验旨在通过测定不同材料的传热摸系数，探究材料对热传导的影响，并了解不同材料的传热性能。
实验方法：1.实验装置：实验中使用了一个热传导实验装置，包括加热器、测温仪和测试材料。
2.测试材料：选取了纸板、木材和铝板作为测试材料。
3.实验步骤：a.将测试材料依次放置在加热器上。
b.打开加热器，使其加热到一定温度。
c.使用测温仪测量测试材料的温度，记录下随时间的变化。
d.根据温度变化和时间数据，计算传热摸系数。
实验结果：通过对纸板、木材和铝板的传热摸系数测定，我们得到了如下结果：1.纸板的传热摸系数为x.x W/(m·K)。
2.木材的传热摸系数为x.x W/(m·K)。
3.铝板的传热摸系数为x.x W/(m·K)。
讨论与结论：根据实验结果可以得出以下结论：1.铝板的传热摸系数最高，说明铝板具有良好的传热性能，适合作为散热材料或导热器材。
2.木材的传热摸系数次之，说明木材的传热性能较好，常用于保温材料或隔热材料。
3.纸板的传热摸系数最低，说明纸板的传热性能较差，不适合作为导热材料。
本实验通过测定不同材料的传热摸系数，揭示了不同材料的传热性能差异。
通过对材料传热性能的了解，可以为热工学和热传导理论提供实验数据支持，同时也为材料选择和设计提供了参考依据。
结语：通过本次实验，我们深入了解了传热摸系数的测定方法和材料的传热性能。
传热膜系数测定实验报告
·传热膜系数测定实验报告摘要：本实验使用超温安全控制系统通过蒸汽发生器、套管式换热器来测定传热膜系数α。
实验测得在非强化传热条件下传热膜系数α为40—130W/m 2K ，特征关系式中的系数A 为0.0201，指数m 为0.7885；在强化传热条件下，传热膜系数α为60—150W/m 2K ，特征关系式的系数A 为0.038，指数m 为0.07778。
本实验发现传热关联式中系数A 与公认值相差较大，对此进行误差分析。
关键词：传热膜系数 强化一、 实验目的及任务① 掌握传热膜系数α的测定方法。
② 通过实验掌握用图解法和最小二乘回归法确定传热膜系数特征数关系式中系数A 和指数m 、n 。
③ 通过实验提高对特征数关系式的理解，并分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
二、 实验原理当液体被加热时，对流传热特征关系式一般形式：Nu =ARe m Pr 0.4①上式两边取对数得Re lg lg Prlg4.0m A Nu+=②利用图解法是将②式在双对数坐标系下作图，找出直线斜率就是m ，所得曲线代入一点即可得系数A 。
利用最小二乘回归是指在算出Nu 、Re 、Pr 条件下用计算机进行回归拟合。
Re =d ρu μPr =Cp μλNu =αdλ传热系数α可由牛顿冷却定律求得Q =αS Δtm 传热量Q 的计算： Q =ρVsCp （t2−t1）/3600其中 Vs =26.2Δp 0.4以上各式中 α—传热膜系数，W/(m 2/℃) ；Q —传热量，W ；S —总传热面积，m 2； △tm —管壁和管内流体平均温差；ρ—流体密度，Kg/m 3；Vs —流体体积流量,m 3； △P —孔板压差计压降,KPa 。
t1，t2—空气进出口温度，℃。
三、实验设备说明本实验采用套管式换热装置。
内管为黄铜管，其内径为0.02mm ，有效长度为1.20m 。
空气进出口温度和管壁温度分别由铂电阻（Pt100）和热电偶测得。
管内强制对流传热膜系数的测定实验报告
管内强制对流传热膜系数的测定实验报告一、实验目的本实验旨在通过实验测定管内强制对流传热膜系数，并掌握传热膜系数的测定方法和技术。
二、实验原理管内强制对流传热是指在管内流体中，由于流体的运动而产生的传热现象。
传热过程中，液体或气体与固体表面接触时，会因为温度差而发生传热。
在强制对流条件下，由于流体的动力作用，会增加固体表面附近的液体或气体的速度，从而增加了固体表面附近的换热系数。
本实验采用垂直放置的管道，在管道内通过水来进行强制对流传热。
通过测量水进出口温度差、水流量以及管道内壁温度差等参数，计算出管内强制对流传热膜系数。
三、实验器材1. 垂直放置的导热试件2. 水泵和水箱3. 流量计和温度计等测试仪器四、实验步骤1. 将导热试件放入垂直放置的试件支架中，并连接好进出水管道。
2. 打开水泵，调整水流量，使其稳定在一定范围内。
3. 测量进口和出口水温，并计算出温度差。
4. 测量导热试件内壁的温度差。
5. 根据测量得到的参数，计算出管内强制对流传热膜系数。
五、实验结果分析通过实验测量和计算，得到了不同条件下的管内强制对流传热膜系数。
根据实验结果可以发现，在相同的流速下，传热系数随着壁温度差的增大而增大。
这是因为在强制对流条件下，液体或气体与固体表面接触时，会因为温度差而发生传热。
当壁温度差增大时，液体或气体与固体表面接触的面积增大，从而增加了换热系数。
六、实验误差分析本实验中可能存在的误差主要来自于以下几个方面：1. 测量仪器误差：如温度计、流量计等仪器精度限制；2. 实验环境误差：如室内温度变化、水泵压力变化等；3. 实验操作误差：如读数不准确、流量控制不稳定等。
七、实验结论本实验通过测量水进出口温度差、水流量以及管道内壁温度差等参数，计算出管内强制对流传热膜系数。
实验结果表明，在相同的流速下，传热系数随着壁温度差的增大而增大。
本实验为管内强制对流传热膜系数的测定提供了一种简单有效的方法和技术。
传热膜系数实验(最终)
实验四 传热膜系数实验实验时间：2009年12月10日 报告人：化工0701 刘江永 同组人：王涛 王媛 王策 一、摘要本实验采用由风机、孔板流量计、蒸汽发生器等组成的自动化程度较高的装置，让空气走内管，蒸汽走环隙，用计算机在线采集与控制系统测量了孔板压降、进出口温度和两个壁温，计算了传热膜系数α，并通过作图确定了传热膜系数准数关系式中的系数A 和指数m （n 取0.4），得到了半经验关联式。
实验还通过在内管中加入混合器的办法强化了传热，并重新测定了α、A 和m 。
整个实验进展顺利，成功完成了相关任务，达到了预期的目的。
二、关键词传热膜系数 准数关系式 半经验关联式三、实验目的及任务1、掌握传热膜系数α及传热系数K 的测定方法；2、通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数A 和指数m 、n 的方法；3、通过实验提高对准数关系式的理解，并分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
四、基本原理对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变时对流传热准数关系式的一般形式为：Re Pr m n pNu A Gr =对于强制湍流而言，Gr 数可忽略，即u Re Pr m nN A =本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关系式中的指数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=0.4（流体被加热）。
这样，上式即变为单变量方程，在两边取多数，得到直线方程为0.4N u lglg A m lg R e P r=+在双对数坐标中作图，求出直线斜率，即为方程的指数m 。
在直线上任取一点函数值代入方程中，则可得到系数A ，即0.4u PrR emN A =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。
应用计算机辅助手段，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A 、m 、n 。
对于方程的关联，首先要有Nu 、Re 、Pr 的数据组。
化工原理实验传热实验报告
传热膜系数测定实验（第四组）一、实验目的1、了解套管换热器的结构和壁温的测量方法2、了解影响给热系数的因素和强化传热的途径3、体会计算机采集与控制软件对提高实验效率的作用4、学会给热系数的实验测定和数据处理方法 二、实验内容1、测定空气在圆管内作强制湍流时的给热系数α12、测定加入静态混合器后空气的强制湍流给热系数α1’3、回归α1和α1’联式4.0Pr Re ⋅⋅=a A Nu 中的参数A 、a *4、测定两个条件下铜管内空气的能量损失 二、实验原理间壁式传热过程是由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热三个传热过程所组成。
由于过程复杂，影响因素多，机理不清楚，所以采用量纲分析法来确定给热系数。
1）寻找影响因素物性：ρ，μ ，λ，c p 设备特征尺寸：l 操作：u ，βg ΔT 则：α=f （ρ，μ，λ，c p ，l ，u ，βg ΔT ） 2）量纲分析ρ[ML -3]，μ[ML -1 T -1]，λ[ML T -3 Q -1]，c p [L 2 T -2 Q -1]，l [L] ，u [LT -1]， βg ΔT [L T -2]， α[MT -3 Q -1]]3）选基本变量（独立，含M ，L ，T ，Q-热力学温度） ρ，l ，μ, λ 4）无量纲化非基本变量α：Nu ＝αl/λ u: Re ＝ρlu/μ c p : Pr ＝c p μ/λ βg ΔT : Gr ＝βg ΔT l 3ρ2/μ2 5）原函数无量纲化 6）实验Nu ＝ARe a Pr b Gr c强制对流圆管内表面加热：Nu ＝ARe a Pr 0.4 圆管传热基本方程： 热量衡算方程：圆管传热牛顿冷却定律：圆筒壁传导热流量：)]/()ln[)()()/ln(112211221212w w w w w w w w t T t T t T t T A A A A Q -----⋅-⋅=δλ空气流量由孔板流量测量：54.02.26P q v ∆⨯= [m 3h -1，kPa] 空气的定性温度：t=(t 1+t 2)/2 [℃]三、实验流程1、蒸汽发生器2、蒸汽管3、补水漏斗4、补水阀5、排水阀6、套管换热器7、放气阀8、冷凝水回流管9、空气流量调节阀10、压力传感器 11、孔板流量计 12、空气管 13、风机图1、传热实验流程套管换热器内管为φ27×3.5mm黄铜管,长1.25m,走冷空气，外管为耐高温玻璃管，壳程走100℃的热蒸汽。
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100.3 100.3
100.4 100.3
100.6 100.3
100.5 100.3 100.4 41.2 69.1 55.15 0.87
100.5 100.3 100.4 39.6 68.9 54.25 0.71
100.5 100.3 100.4 38.1 69.1 53.6 0.51
100.6 100.4 100.5 36.8 69.3 53.05 0.34
Nu 55.3354 64.0242 0.4 pr 0.69446 0.4
计算结果如下：
5
传热膜系数测定实验
表 3：直管传热计算结果
/ Kg / m 3
1.0643 0.0289 2.01E-05 0.6945 40.0041 36.7363 251.0448 79.9425 55.3354 34485 64.0242 1.0816 0.0285 1.98E-05 0.6955 44.5558 21.7761 192.6587 55.0826 38.6172 21034 44.6555
Pr 0.7063 2 10 4 t C p 1.005KJ ( Kg K ) 1
以表 1 中第一组数据为例：
△tm =
(100.3 47.7) (100.3 70.7) （tw t1 ) (tw t2 ) ℃= 40.0040 ℃ (tw t1 ) (100.3 47.7) ln ln (tw t2 ) (100.3 70.7)
五、操作要点
1、实验开始前，先弄清配电箱上各按钮与设备的对应关系，以便正确开启按钮。 2、检查蒸汽发生器中的水位，使其保持在水罐高度的 1/2~2/3。 3、打开总电源开关（红色按钮熄灭，绿色按钮亮，以下同） 。 4、实验开始时，关闭蒸汽发生器补水阀，启动风机，并接通蒸汽发生器的加热电源， 打开放气阀。 5、将空气流量控制在某一值。待仪表数值稳定后，记录数据，改变空气流量(8~10 次)， 重复实验，记录数据。 6、实验结束后，先停蒸汽发生器电源，再停风机，清理现场。 注意： a．实验前，务必使蒸汽发生器液位合适，液位过高，则水会溢入蒸汽套管；过低，则 可能烧毁加热器。 b．调节空气流量时，要做到心中有数，为保证湍流状态，孔流压差读数不应从 0 开始， 最低不小于 0.2KPa。实验中要合理取点，以保证数据点均匀。 c ．切记每改变一个流量后，应等到读数稳定后再测取数据。 六、数据处理 原始数据： 表 1.直管传热数据记录表 壁温 tw1/℃ 壁温 tw2/℃ 平均壁温 tw/℃ 进口温度 t1/℃ 出口温度 t2/℃ 空气平均 温度 t/℃ 孔板压降 △p/kPa
/ W /( m K )
/ Pa s
Pr tm/℃
Vs / m 3 / h
Q/ J /s
/ W m 2 K 1
Nu
Re Nu/Pr0.4
/ Kg / m 3
100.6 100.2 100.4 39.8 75.8 57.8 1.56
100.6 100.3 100.45 41.2 77.1 59.15 1.28
100.6 100.4 100.5 41.6 78.1 59.85 1.01
100.6 100.4 100.5 41 79 60 0.82
100.7 100.3 100.5 40.1 79.2 59.65 0.65
100.7 100.3
100.8 100.3
100.9 100.3 100.6 34.9 79.7 57.3 0.28
100.5 100.55 38.7 79.3 59 0.54 37.6 79.5 58.55 0.43
(1.71 0.005t ) 10 5 Pa s (2.4513 0.0074t ) 10 2 w /( m k )
2
传热膜系数测定实验
Q—传热量，W； A —总传热面积，m2 ；
t m —管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，℃。
传热量可由下式求得： Q Wc p (t 2 t1 ) / 3600 Vs c p (t 2 t1 ) / 3600 式中 W—质量流量，kg/h； cp —流体的比定压热容，J/(kg.℃)； t1 ,t2 —流体进、出口温度，℃； ρ—定性温度下流体密度，kg/m3 ； V s —流体体积流量，m3 /h； 空气的体积流量由孔板流量计测得，其流量 V s 与孔板流量计压降△p 的关系式为
Q 251.0448 79.9425 w m -2 K 1 At m 3.14 0.02 1.25 40.0040
Nu
Re
d 79.9425 0.02 55.3354 0.0289
du
4q m 4 Vs 4 1.0643 36.7363 34485 d 3600d 3600 3.14 0.02 2.01 10 -5
1.0708 0.0288 2.00E-05 0.6948 41.7703 31.4203 233.8684 71.3237 49.6046 29811 57.3813 1.0839 0.0285 1.98E-05 0.6956 45.0357 18.2133 170.8455 48.3256 33.9372 17658 39.2408
100.6 100.4 100.5 36.1 69.8 52.95 0.24
100.3 100.35 100.45 47.7 70.7 59.2 1.87 44.9 69.8 57.35 1.4 42.9 69.2 56.05 1.2
4
传热膜系数测定实验
表 2.强化传热数据记录表 壁温 tw1/℃ 壁温 tw2/℃ 平均壁 温 tw/℃ 进口温 度 t1/℃ 出口温度 t2/℃ 空气平 均温度 t/℃ 孔板压降 △p/kPa 数据处理： 已知公式： 0.7063 2 10 4 t kg / m 3
Q VsC p (t2 t1 ) / 3600 、 Q
At m
、 Nu
d 、 du ， 这 样 即 可 得 到 Re
lg( Nu / Pr 0.4 )与lg Re 的关系，再利用图解法或最小二乘法拟合出 m、lgA。这样就能得出
传热膜系数的半经验关联式。
二、目的及任务
3
传热膜系数测定实验
1、蒸汽发生器 6、套管换热器 10、压力传感器 2、蒸汽管 7、放气阀 3、补水漏斗 8、冷凝水回流管 4、补水阀 5、排水阀
9、空气流量调节阀 13、风机
11、孔板流量计
12、空气管
本实验装置流程图如下所示，冷空气由风机输送，经孔板流量计计量以后，进入换热器 内管（铜管） ，并与套管环隙中的水蒸气换热。空气被加热后，排入大气。空气的流量由空 气流量调节阀调节。蒸汽由蒸汽发生器上升进入套管环隙，与内管中冷空气换热后冷凝，再 由回流管返回蒸汽发生器。 放气阀门用于排放不凝性气体， 在铜管之前设有一定长度的稳定 段，用于消除端效应。铜管两端用塑料管与管路相连，用于消除热效应。
1.0753 0.0287 1.99E-05 0.6951 43.0699 28.9107 228.2539 67.5110 47.1105 27637 54.4880 1.0858 0.0284 1.98E-05 0.6957 45.5331 14.6319 144.1474 40.3283 28.3616 14231 32.7917
1.0785 0.0286 1.99E-05 0.6953 43.7782 24.3020 204.1360 59.4008 41.5476 23352 48.0490 1.0862 0.0284 1.97E-05 0.6957 45.4882 12.1231 123.8821 34.6928 24.4047 11798 28.2164
北京化工大学
化工原理实验报告
实验名称：传热膜系数测定实验 班 学 姓 级： 号： 名：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
同 组 人： 实验日期：
2010.12.6
传热膜系数测定实验
m 0.4 一、 报告摘要： 本实验通过对公式 Nu A Re Pr 的变形， 得 lg
Nu lg A m lg Re ， Pr 0.4
通过实验测得壁温 t w ；空气进出口温度 t1 、 t 2 ；孔板压降 p 。查表及由已知公式得到不同 温度下空气的密度 、黏度 、管壁材料的热导率 、普朗特数 Pr 、比定压热容 C p 。再 根 据 公 式 t m （ [ t w t1 ) (t w t 2 )] / ln[(t w t1 ) /(t w t 2 )] 、 Vs 26.2p 0.54 、
① 掌握传热膜系数 α 及传热系数 K 的测定方法； ② 通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数 A 和指数 m、n 的方法； ③ 通过实验提高对准数关系式的理解，并分析影响 α 的因素，了解工程上强化传热的 措施；
三、基本原理
对流传热的核心问题是求算传热膜系数 α， 当流体无相变时对流传热准数关系式的一般 形式为： Nu
Vs 26.2p 0.54
式中△p—孔板流量计压降，kPa； V s —空气流量，m3 /h。
四、装置和流程
1、设备说明 本实验空气走内管，蒸汽走环隙（玻璃管） 。内管为黄铜管，其管径为 0.020m, 有效长度 为 1.25m。空气进、出口温度和壁温分别由铂电阻（Pt100）和热电偶测得。测量空气进出 口温度的铂电阻应置于进、 出管的中心。 测量管壁温度用一支铂电阻和一支热电偶分别固定 在管外壁的两端。孔板流量计的压差由压差传感器测得。 实验使用的蒸汽发生器由不锈钢材料制成，装有玻璃液位计，加热功率为 1.5kW。风机 3 采用 XGB 型漩涡气泵，最大鸭梨 17.50kPa，最大流量 100 m /h。 2、采集系统说明 (1) 压力传感器 本实验装置采用 ASCOM5320 型压力传感器，其测量范围为 0~20kPa。 (2) 显示仪表 在实验中所有温度和压差等参数均可由人工智能仪表读取， 并实验数据的在线采集与控 制，测量点分别为：孔板压降、进出口温度和两个壁温。 3、流程说明