实验四 传热实验0
实验四 传热实验0精选全文
可编辑修改精选全文完整版实验四 传热实验一 实验内容测定单壳程双管程列管式换热器的总传热系数二 实验目的1 了解影响传热系数的工程因素和强化传热操作的工程途径。
2 学会传热过程的调节方法。
三 实验基本原理工业上大量存在的传热过程（指间壁式传热过程）都是由固体内部的导热及冷热流体与固体表面间的给热组合而成。
传热过程的基本数学描述是传热速率方程式和热量衡算式。
热流密度q 是反应具体传热过程速率大小的特征量。
对q 的计算需引入壁面温度，而在实际计算时，壁温往往是未知的。
为实用方便，希望避开壁温，直接根据冷热流体的温度进行传热速率计算在间壁式换热器中，热量序贯的由热流体传给壁面左侧、再由壁面左侧传导至壁面右侧、最后由壁面右侧传给冷流体。
在定态条件下，忽略壁面内外面积的差异，则各环节的热流密度相等，即q =Q A =T−T W 1ɑh =T W −t w δɑh =t w −t 1ɑc ①由①式可以得到q =T−t1ɑh +δh +1ɑc =推动力阻力 ②由上式，串联过程的推动力和阻力具有加和性。
上式在工程上常写为Q=KA(T-t) ③式中K=11ɑh +δh +1ɑc ④式④为传热过程总热阻的倒数，称为传热系数，是换热器性能好坏的重要指标。
比较①和④两式可知，给热系数α同流体与壁面的温差相联系，而传热系数K 则同冷热体的温差相联系。
由于冷热流体的温差沿加热面是连续变化的，且此温度差与冷热流体的温度呈线性关系，故将③式中（T-t ）的推动力用换热器两端温差的对数平均温差来表示，即Q=KA Δt m ⑤热量衡算方程式Q=q mc C pc (t 2-t 1)=q mh C ph (T 1-T 2) ⑥KA Δt m = q mc C pc (t 2-t 1) ⑦Δt m =(T 1−t 2)−(T 2−t 1)ln T 1−t 2T 2−t 1 ⑧ K=qmcCpc(t2−t1)A Δtm ⑨在换热器中，若热流体的流量q mh 或进口温度T 1发生变化，而要求出口温度T 2保持原来数值不变，可通过调节冷却介质流量来达到目的。
实验4传热(空气—蒸汽)综述资料
实验四：传热（空气—蒸汽）实验一、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。
二、实验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联式的一般形式为：(4-1)对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故（4-2）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再两边取对数，即得到直线方程：（4-3）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：（4-4）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、m、n。
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：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α值。
进而算得Nu准数值。
牛顿冷却定律：（4-5）式中：α—传热膜系数，[W/m2·℃]；Ｑ—传热量，［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，[℃]。
传热量Q可由下式求得：（4-6）W—质量流量，[kg/h]；Cp—流体定压比热，[J/kg·℃]；t1、t2—流体进、出口温度，[℃]；ρ—定性温度下流体密度，[kg/m3]；V—流体体积流量，[m3/s]。
三、实验设备四、实验步骤1.启动风机：点击电源开关的绿色按钮，启动风机，风机为换热器的管程提供空气2.打开空气流量调节阀：启动风机后，调节进空气流量调节阀至微开，这时换热器的管程中就有空气流动了。
化工原理传热实验步骤及内容
实验四传热实验、实验目的(1) 了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。
(2) 学会给热系数测定的实验数据处理方法。
(3) 观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。
(4) 掌握热电阻测温的方法。
(5) 了解影响给热系数的因素和强化传热的途径二、实验原理在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面(传热元件)进行热量交换，称为间壁式换热。
如图(4 - 1)所示，间壁式传热过程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所组成。
图4-1间壁式传加程示意图达到传热稳定时，有Q -—爲)=卿/■沖仏一人.)-%4(丁-為)輛-场血(斥-咖式中：Q —传热量，J / s ;m —热流体的质量流率，kg / sC PI—热流体的比热，J / (kg ? C)；T i —热流体的进口温度，C；T2 —热流体的出口温度，C；m —冷流体的质量流率，kg / s (4-1 )TC p2 —冷流体的比热，J /（kg ? C ）；11 —冷流体的进口温度，C；t2 —冷流体的出口温度，C；2:-1 —热流体与固体壁面的对流传热系数，W / （mC ）; A—热流体侧的对流传热面积，m；"；| —热流体与固体壁面的对数平均温差，C；2:-2 —冷流体与固体壁面的对流传热系数，W / （mC ）；A—冷流体侧的对流传热面积，m；|f\ —固体壁面与冷流体的对数平均温差，C；K —以传热面积A为基准的总给热系数，W / （m 2C）；—冷热流体的对数平均温差，C；热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算,—［「J（4 - 2）亠4 一5式中：T1 —热流体进口处热流体侧的壁面温度，C；TA2 —热流体出口处热流体侧的壁面温度，C。
固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（4—3）计算,r - ：（4 —3）In切7式中：t wi —冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，C；t W2 —冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，C。
试验四传热试验
实验四 传热实验通过对以空气和水蒸气为介质的套管换热器实验研究，可以掌握传热系数K 、传热膜系数2α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解；学会用最小二乘法确定关联式m A Nu Re =中常数A 、m 的值。
通过对普通套管换热器和强化套管换热器的比较，了解工程上强化传热的措施。
一． 实验内容（任选一个）1．强化传热措施的探讨。
采用计算机数据在线采集系统，测定普通套管换热器和强化套管换热器的传热系数K ；用作图法或最小二乘法关联出m A Nu Re =中常数A 、m 的值。
通过对普通套管换热器和强化套管换热器的实验结果比较，说明强化传热的原理并对强化传热的其它措施进行探讨。
2．测定不同流速下的普通套管换热器或强化套管换热器的传热膜系数2α，用作图法或最小二乘法关联出m A Nu Re =中常数A 、m 的值，并对实验结果进行比较。
二．实验原理：对于流体在圆形直管中作强制湍流时的对流传热系数的准数关联式可以表示成：n m C Nu Pr Re = （1） 系数C 与指数m 和n 则需由实验加以确定。
对于气体，Pr 基本上不随温度而变，可视为一常数，因此，式（1）可简化为：m A Nu Re = （2） 式中： λαd Nu 2= μρdu =Re 通过实验测得不同流速下孔板流量计的压差，空气的进、出口温度和换热器的壁温（因为换热器内管为紫铜管，其导热系数很大，且管壁很薄，故认为内、外壁温度与壁面的平均温度近似相等），根据所测的数据，经过查物性数据和计算，可求出不同流量下的Nu 和Re ，然后用线性回归方法（最小二乘法）确定关联式m A Nu Re =中常数A 、m 的值。
三．实验装置与主要技术数据（一） 实验装置1．流程实验装置的流程如图1所示。
装置的主体是两根平行的套管换热器，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固定。
实验用的蒸汽发生器为电加热釜，加热电压可由固态调节器调节。
空气由旋涡气泵提供，使用旁路调节阀调节流量。
传热实验的实验报告
一、实验目的1. 理解传热的基本原理和过程；2. 掌握传热系数的测定方法；3. 分析影响传热效率的因素；4. 熟悉传热实验设备的操作和数据处理方法。
二、实验原理传热是指热量在物体内部或物体之间传递的过程。
根据热量传递的方式，传热可分为三种：导热、对流和辐射。
本实验主要研究导热和对流两种传热方式。
1. 导热：热量通过物体内部的分子或原子振动、碰撞等方式传递。
根据傅里叶定律，导热速率Q与物体面积A、温差ΔT和材料导热系数K成正比，即Q = K A ΔT。
2. 对流：热量通过流体（气体或液体）的流动传递。
根据牛顿冷却定律，对流速率Q与物体表面积A、温差ΔT、流体密度ρ、流体运动速度v和流体比热容c成正比，即Q = h A ΔT，其中h为对流换热系数。
三、实验设备与材料1. 实验设备：传热实验装置（包括套管换热器、温度计、流量计、搅拌器等）；2. 实验材料：水、空气、酒精、石蜡等。
四、实验步骤1. 装置调试：将传热实验装置连接好，调试好温度计、流量计等设备，确保实验顺利进行。
2. 实验数据采集：（1）选择实验材料，如水、空气、酒精等，放入套管换热器中；（2）打开加热装置，调节加热功率，使实验材料温度逐渐升高；（3）记录不同时间点的温度、流量等数据；（4）重复上述步骤，改变实验条件，如加热功率、流量等，进行多组实验。
3. 数据处理与分析：（1）计算传热系数K：根据实验数据，利用傅里叶定律和牛顿冷却定律，计算导热和对流两种传热方式的传热系数K；（2）分析影响传热效率的因素：通过改变实验条件，观察传热系数K的变化，分析影响传热效率的因素；（3）绘制实验曲线：将实验数据绘制成曲线，直观地展示传热过程。
五、实验结果与分析1. 实验结果：（1）通过实验，得到不同条件下导热和对流两种传热方式的传热系数K；（2）分析实验数据，得出影响传热效率的因素。
2. 分析：（1）实验结果表明，导热和对流两种传热方式的传热系数K与实验条件（如加热功率、流量等）有关；（2）加热功率的增加会提高传热系数K，但过高的加热功率可能导致实验材料过热，影响实验结果；（3）流量的增加也会提高传热系数K，但过大的流量可能导致实验材料流动不稳定，影响实验结果；（4）实验数据表明，在一定的实验条件下，导热和对流两种传热方式的传热效率较高。
传热实验实验报告
传热实验实验报告导言传热实验是研究物体内部热量传递过程的实验。
在实际应用中，传热实验可以帮助我们更好地理解材料和环境的热特性，并为工程领域提供依据。
在这份实验报告中，我们将介绍本次实验的目的、实验设计、实验过程以及实验结果和分析。
实验目的本次实验的目的是研究物体内部热量传递的过程，特别是对于导热系数的测量。
导热系数是描述物体传热能力的指标，它是单位时间内导热量与单位面积温度梯度的比值。
我们需要测量尽可能多的样品并记录测量结果，以便对材料和环境的热特性进行更深入的理解。
实验设计在本次实验中，我们使用的设备是传热系数测定仪，包括导热率计和实验样品。
我们将在实验样品中加热并记录样品表面和内部的温度变化，以计算出导热系数。
在实验中，我们将对不同材料和形状的样品进行测量，以确定它们的导热系数差异。
实验过程在实验前，我们需要将导热系数测定仪进行校准。
校准的结果将用于计算本次实验样品的导热系数。
接下来，选取不同材料的样品，进行实验。
实验的过程中需要加热样品，同时记录样品表面和内部的温度变化，以确定导热系数。
实验过程中需要注意材料的形状和大小，以及实验环境的温度和湿度等因素。
实验结果和分析在实验结果分析中，我们将展示各个材料的导热系数测量结果，并讨论实验中的关键发现。
实验结果表明，不同材料的导热系数差异较大，且导热系数受材料形状和温度等因素的影响较大。
此外，我们还发现在不同的环境下，导热系数也存在很大的差异。
结论本次实验通过测量不同材料和形状的样品的导热系数，深入了解了材料和环境的热特性。
各材料的导热系数主要受材料种类和形状的影响，需要在实际应用中仔细考虑。
这些结果对于实际工程和科学研究中的热传导问题具有重要的参考价值。
实验4传热(空气—蒸汽)
实验四：传热（空气—蒸汽）实验一、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。
二、实验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联式的一般形式为：(4-1)对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故（4-2）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再两边取对数，即得到直线方程：（4-3）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：（4-4）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、m、n。
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：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α值。
进而算得Nu准数值。
牛顿冷却定律：（4-5）式中：α—传热膜系数，[W/m2·℃]；Ｑ—传热量，［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，[℃]。
传热量Q可由下式求得：（4-6）W—质量流量，[kg/h]；Cp—流体定压比热，[J/kg·℃]；t1、t2—流体进、出口温度，[℃]；ρ—定性温度下流体密度，[kg/m3]；V—流体体积流量，[m3/s]。
三、实验设备四、实验步骤1.启动风机：点击电源开关的绿色按钮，启动风机，风机为换热器的管程提供空气2.打开空气流量调节阀：启动风机后，调节进空气流量调节阀至微开，这时换热器的管程中就有空气流动了。
最新实验报告_实验四
最新实验报告_实验四实验目的：本实验旨在探究特定条件下物质的热传导性能，并验证傅里叶定律在实际应用中的有效性。
通过实验测定不同温度梯度下的物质热传导率，加深对热传导现象的理解。
实验原理：热传导是热能通过物质内部分子振动和自由电子的碰撞传递的过程。
根据傅里叶定律，单位时间内通过单位面积的热量与温度梯度成正比，数学表达式为：q = -kAΔT/Δx，其中q是热流量，k是热传导率，A是传热面积，ΔT是温度差，Δx是传热距离。
实验设备：1. 恒温水浴2. 热传导率测量仪3. 标准样品（如铜、铝块）4. 温度传感器5. 保温材料6. 数据采集系统实验步骤：1. 准备实验设备，确保所有设备均处于良好工作状态。
2. 将标准样品放置在测量仪中央，确保样品与测量仪接触良好。
3. 使用恒温水浴设定两个不同的温度，分别作为实验的高温端和低温端。
4. 将温度传感器固定在样品的两端，以便准确测量温度差。
5. 开始实验，记录不同时间间隔的温度数据。
6. 根据温度数据和傅里叶定律计算热传导率。
7. 改变温度梯度，重复步骤5和6，获得不同温度梯度下的热传导率。
8. 使用数据采集系统整理和分析实验数据，绘制温度梯度与热传导率的关系图。
实验结果：实验数据显示，在一定范围内，随着温度梯度的增加，热传导率呈现上升趋势。
通过对比不同材料的实验结果，可以得出材料的热传导性能与其内部结构和分子振动特性有关。
结论：本次实验成功验证了傅里叶定律在描述热传导现象时的有效性，并通过对不同材料的热传导率进行测定，进一步理解了影响热传导性能的因素。
实验结果对于材料科学和热能工程领域具有一定的参考价值。
实验四传热实验
108 7.4 实验四 传热实验在工业生产中传热是一个重要的单元操作，其投资在化工厂设备投资中可占到40％以上。
换热器的种类繁多，各种换热器的性能差异很大，为了合理的选用、操作、设计换热器，应该对它们的性能有充分的了解，除了文献资料外，实验测定换热器的性能是重要的途径之一。
本传热实验是测定套管换热器的传热性能，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。
7.4.1 实验目的（1）掌握传热系数K 、传热膜系数1α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。
（2）学会用作图法或最小二乘法确定关联式mARe Nu =中常数A 、m 的值。
（3）通过对普通套管换热器和强化套管换热器的比较，了解工程上强化传热的措施。
7.4.2 实验原理流体在圆形直管中作强制湍流时，对流给热系数的准数关联式为：n m Pr BRe Nu = （7-4-1）系数B 与指数m 和n 则需由实验加以确定。
对于气体，Pr 基本上不随温度而变，可视为一常数，因此，式（7-4-1）可简化为：m ARe Nu = （7-4-2）式中： λα11d Nu = μρ11u d Re = Re 中流速1u 是通过测孔板流量计的压差求得，空气的密度ρ与粘度μ是测进、出口温度查物性数据或由公式计算得到。
Nu 通过1α求得。
对于一侧为饱和蒸汽加热另一侧空气的情况，由于蒸汽侧对流给热系数2α>>1α，且换热器内管为紫铜管，其热导率很大，管壁很薄，则211d d K α≈ （7-4-3）又 m 211m 122p 2s )(t A d d t KA t t c m Q ∆≈∆=-=α （7-4-4） 由式（7-4-4）可通过空气的质量流量、空气的进、出口温度和蒸汽温度（因为换热器内管为紫铜管，其导热系数很大，且管壁很薄，故认为内、外壁温度与壁面的平均温度近似相等，也等于蒸汽温度）反求出1α，即可得到不同流量下的Nu 和Re ，然后用作图法或线性回归方法（最小二乘法）确定关联式mARe Nu =中常数A 、m 的值。
实验4 传热实验
实验4 传热实验 (Ⅰ) 换热系数K 的测定一、实验目的1. 测定单壳程单管程列管式换热器的总传热系数K ；2. 学会传热过程的调节方法。
二、基本原理1.传热速率方程式工业上大量存在的传热过程（指间壁式传热过程）都是由固体内部的导热及各种流体与固体表面间的给热组合而成。
传热过程的基本数学描述是传热速率方程式和热量衡算式。
热流密度q 是反映具体传热过程速率大小的特征量。
对q 的计算，需要引入壁面温度，而在实际计算时，壁温往往是未知的。
为实用方便，希望能避开壁温，直接根据冷﹑热流体的温度进行传热速率的计算。
在间壁式换热器中，热量习惯地由热流体传给壁面左侧﹑再由壁面左侧传导至壁面右侧﹑最后由壁面右侧传给冷流体。
在定态条件下，并忽略壁面内外的差异，则各环节的热流密度相等，即c w w w hw t t t T T T AQ q αλδα11-=-=-==（4-1）由（4-1）式可以得到阻力推动力=++-=cht T q αλδα11(4-2)由上式，串联过程的推动力和阻力具有加和性。
在工程上，上式通常写成：)(t T KA Q -= (4-3)式中c hK αλδα111++=(4-4)式（4-4）为传热过程总热阻的倒数，称为传热系数。
比较（4-1）和式（4-2）两式可知，给热系数A 同流体与壁面的温差相联系，而传热系数K 则同冷﹑热流体的温差相联系。
由于冷流体的温度差沿加热面是连续变化的，且此温度差与冷﹑热流体的温度成线性关系，故将（4-3）式中（T-t ）的推动力用换热器两端温差的对数平均温差来表示，即m t KA Q ∆= (4-5)2.热量衡算方程式)()(2112T T C q t t C q Q ph m h pc m c -=-= (4-6)3. 传热过程的调节在换热器中，若热流体的流量q mh 或进口温度T 1发生变化，而要求出口温度T 2保持原来数值不变，可通过调节冷却介质流量来达到目的。
化工原理实验传热实验报告
化工原理实验传热实验报告实验目的：了解传热的基本原理，掌握传热实验的基本方法和操作技能。
实验仪器与材料： 1. 传热试验装置：包括加热器、冷却器、测温设备等。
2.测量工具：温度计、计时器、称量器等。
3. 实验样品：可以是固体、液体或气体。
实验原理：传热是物体之间由于温度差引起的热量传递现象。
传热可以通过三种方式进行：导热、对流和辐射。
1.导热：导热是通过物体内部的分子碰撞实现的热量传递方式。
热量从高温区域传递到低温区域，速度与温度差和材料导热系数有关。
2.对流：对流是通过流体的流动来实现的热量传递方式。
热量可以通过流体的对流传递到其他物体或流体中，速度与流体的流动速度、流体的性质以及流动的距离有关。
3.辐射：辐射是通过电磁波传递热量的方式。
热辐射不需要通过介质传递，可以在真空中传播。
热辐射的强度与物体的温度和表面特性有关。
实验步骤：步骤一：准备工作 1. 确定实验所需的传热试验装置和材料，并检查其是否完好。
2. 准备实验所需的测量工具和实验样品。
3. 对实验装置进行清洁和消毒，确保实验结果的准确性。
步骤二：导热实验 1. 将传热试验装置中的加热器加热到一定温度。
2. 在加热器的一侧放置一个固体样品，并用温度计测量其初始温度。
3. 记录固体样品的温度随时间的变化，并绘制温度-时间曲线。
4. 根据温度-时间曲线，计算固体样品的导热速率和导热系数。
步骤三：对流实验 1. 在传热试验装置中加入一定量的流体样品。
2. 将加热器加热到一定温度，并用温度计测量流体样品的初始温度。
3. 在冷却器的另一侧，用冷却水冷却流体样品，并用温度计测量冷却后的温度。
4. 记录流体样品的温度随时间的变化，并绘制温度-时间曲线。
5. 根据温度-时间曲线，计算流体样品的对流传热速率。
步骤四：辐射实验 1. 将传热试验装置中的加热器加热到一定温度。
2. 在加热器的一侧放置一个辐射源，并用温度计测量其初始温度。
3. 在辐射源的另一侧，放置一个辐射接收器，并用温度计测量接收器的初始温度。
实验四传热实验
实验四 传热实验通过对以空气和水蒸气为介质的套管换热器实验研究，可以掌握传热系数K 、传热膜系数2α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解；学会用最小二乘法确定关联式m A Nu Re =中常数A 、m 的值。
通过对普通套管换热器和强化套管换热器的比较，了解工程上强化传热的措施。
一． 实验内容（任选一个）1．强化传热措施的探讨。
采用计算机数据在线采集系统，测定普通套管换热器和强化套管换热器的传热系数K ；用作图法或最小二乘法关联出m A Nu Re =中常数A 、m 的值。
通过对普通套管换热器和强化套管换热器的实验结果比较，说明强化传热的原理并对强化传热的其它措施进行探讨。
2．测定不同流速下的普通套管换热器或强化套管换热器的传热膜系数2α，用作图法或最小二乘法关联出m A Nu Re =中常数A 、m 的值，并对实验结果进行比较。
二．实验原理：对于流体在圆形直管中作强制湍流时的对流传热系数的准数关联式可以表示成：n m C Nu Pr Re = （1） 系数C 与指数m 和n 则需由实验加以确定。
对于气体，Pr 基本上不随温度而变，可视为一常数，因此，式（1）可简化为：m A Nu Re = （2） 式中： λαd Nu 2= μρdu =Re 通过实验测得不同流速下孔板流量计的压差，空气的进、出口温度和换热器的壁温（因为换热器内管为紫铜管，其导热系数很大，且管壁很薄，故认为内、外壁温度与壁面的平均温度近似相等），根据所测的数据，经过查物性数据和计算，可求出不同流量下的Nu 和Re ，然后用线性回归方法（最小二乘法）确定关联式m A Nu Re =中常数A 、m 的值。
三．实验装置与主要技术数据（一） 实验装置1．流程实验装置的流程如图1所示。
装置的主体是两根平行的套管换热器，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固定。
实验用的蒸汽发生器为电加热釜，加热电压可由固态调节器调节。
空气由旋涡气泵提供，使用旁路调节阀调节流量。
传热实验实验报告
一、实验目的1. 了解传热的基本原理和传热过程。
2. 掌握传热系数的测定方法。
3. 通过实验验证传热方程，加深对传热学知识的理解。
二、实验原理传热是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。
传热方式主要有三种：导热、对流和辐射。
本实验主要研究导热和对流两种传热方式。
导热是指热量在固体内部通过分子、原子的振动和迁移而传递的过程。
本实验采用热电偶法测定导热系数。
对流是指流体内部由于温度不均匀而引起的流体运动，从而使热量传递的过程。
本实验采用实验法测定对流传热系数。
传热方程为：Q = K A Δt，其中Q为传热速率，K为传热系数，A为传热面积，Δt为传热平均温差。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：套管换热器、热电偶、数据采集器、温度计、秒表等。
2. 实验材料：导热油、水等。
四、实验步骤1. 准备实验仪器，检查设备是否完好。
2. 将导热油倒入套管换热器中，用温度计测量进出口温度。
3. 将热电偶分别固定在套管换热器内壁和外壁，测量导热油与套管内壁、外壁的温度。
4. 记录数据，计算导热油与套管内壁、外壁的温差。
5. 根据导热油与套管内壁、外壁的温差，计算导热系数。
6. 改变导热油的流速，重复实验步骤，比较不同流速下的导热系数。
7. 将水倒入套管换热器中，用温度计测量进出口温度。
8. 将热电偶分别固定在套管换热器内壁和外壁，测量水的进出口温度。
9. 记录数据，计算水的对流传热系数。
10. 改变水的流速，重复实验步骤，比较不同流速下的对流传热系数。
五、实验结果与分析1. 导热实验结果：根据实验数据，导热油与套管内壁、外壁的温差为Δt1，导热油与套管外壁的温差为Δt2。
根据传热方程，计算导热系数K1：K1 = Q / (A Δt1)2. 对流实验结果：根据实验数据，水的进出口温度分别为t1、t2。
根据传热方程，计算对流传热系数K2：K2 = Q / (A Δt2)3. 不同流速下的导热系数和对流传热系数：通过改变导热油的流速，可以得到不同流速下的导热系数。
传热系数的测定实验
实验４ 传热系数的测定实验一、实验目的⒈ 测定流体在套管换热器内作强制湍流时的对流传热系数i α。
⒉ 并将实验数据整理成准数关联式Nu=ARe m Pr 0.4形式，确定关联式中常数A 、m 的值。
⒊ 了解强化传热的基本理论和采取的方式。
二、实验原理实验2-1 普通套管换热器传热系数及其准数关联式的测定⒈ 对流传热系数i α的测定 根据牛顿冷却定律im ii S t Q ⨯∆=α （4-1） 式中：i α—管内流体对流传热系数，W/(m 2·℃)； Q i —管内传热速率，W ； S i —管内换热面积，m 2；m t ∆—冷热流体间的平均温度差，℃。
()()221i i w m t t T t +-=∆ （4-2）式中：t i1，t i2—冷流体的入口、出口温度，℃；ｔw —壁面平均温度，℃；因为换热器内管为紫铜管，其导热系数很大，且管壁很薄，故认为内壁温度、外壁温度和壁面平均温度近似相等，用t w 来表示，由于管外使用蒸汽，近似等于热流体的平均温度。
管内换热面积：i i i L d S π= （4-3）式中：d i —内管管内径，m ；L i —传热管测量段的实际长度，m 。
由热量衡算式：)(12i i pi i i t t c W Q -= （4-4）其中质量流量由下式求得：3600ii i V W ρ=（4-5）式中：V i —冷流体在套管内的平均体积流量，m 3 / h ； c pi —冷流体的定压比热，kJ / (kg ·℃)； ρi —冷流体的密度，kg /m 3。
c pi 和ρi 可根据定性温度t m 查得，221i i m t t t +=为冷流体进出口平均温度。
t i1，t i2， t w ， V i 可采取一定的测量手段得到。
⒉ 对流传热系数准数关联式的实验确定流体在管内作强制湍流，被加热状态，准数关联式的形式为n i mii A Nu Pr Re =. （4-6）其中： i ii i d Nu λα=， i i i i i d u μρ=Re ， ii pi i c λμ=Pr 物性数据λi 、c pi 、ρi 、μi 可根据定性温度t m 查得。
传热实验实验报告
传热实验实验报告实验报告实验名称：传热实验实验目的：通过传热实验，理解热传导、热对流和热辐射的基本原理，掌握热传导情况下热传导方程的实验测量方法，了解对流传热情况下流速对传热速率的影响，掌握使用热像仪测量热辐射传热的方法。
实验器材：热传导实验装置、环境温湿度仪、热像仪、数显万用表等。
实验原理：1. 热传导实验：在传热实验装置上设置两个不同温度的传热环，通过测量传热环两端温度和时间，计算出传热区域的热传导系数。
根据热传导方程：Q = λ * A * △T / L * t其中，Q为传热速率，λ为热传导系数，A为传热区域面积，△T为传热环两端温差，L为传热区域长度，t为传热时间。
2. 热对流实验：通过传热实验装置中的风机改变对流传热情况下的流速，测量传热速率和温度的关系，进而得到对流传热的传热系数。
3. 热辐射实验：使用热像仪测量热辐射物体的辐射能力，从而得到辐射传热的传热系数。
实验步骤：1. 热传导实验：a. 在传热实验装置上设置两个传热环，分别加上不同温度的热源。
b. 开始记录传热区域两端温度和时间。
c. 根据记录的数据，计算传热区域的热传导系数。
2. 热对流实验：a. 在传热实验装置上设置风机，改变风速。
b. 记录传热区域的温度和时间。
c. 根据记录的数据，计算对流传热系数。
3. 热辐射实验：a. 使用热像仪测量热辐射物体的辐射能力。
b. 根据测量结果计算辐射传热系数。
实验结果：1. 热传导实验：根据实验数据和计算公式，计算出传热区域的热传导系数。
2. 热对流实验：根据实验数据和计算公式，得到不同风速下的对流传热系数。
3. 热辐射实验：通过热像仪测量结果，计算出热辐射传热的传热系数。
实验结论：1. 热传导实验中，热传导系数与传热区域的面积成正比，与传热区域的长度成反比，与传热时间和温差成正比。
2. 热对流实验中，对流传热系数与流速成正比。
3. 热辐射实验中，通过热像仪测量热辐射物体的辐射能力，得到热辐射传热的传热系数。
实验四传热实验
▪ 2．设备与仪表规格
▪ （1）紫铜管规格：直径φ21不锈钢管规格：直径 φ100×5mm，长度L=1000mm
▪ （4）铂热电阻及无纸记录仪温度显示
▪ （5）全自动蒸汽发生器及蒸汽压力表
▪ 五、实验报告 ▪ 1、计算Nu ,Pr,Re,a2 ▪ 2、以为纵坐标，为横坐标，将两种方法处
理实验数据的结果标绘在
▪ 图上，并与教材中的经验式比较。
▪ 六、思考题
▪ 1、实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有 何影响?
▪ 2、在计算空气质量流量时所用到的密度值与求 雷诺数时的密度值是否一致？它们分别表示什么 位置的密度，应在什么条件下进行计算。
▪ 一、实验目的
▪ 了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定 的实验方法。
▪ 掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水 平管外壁上的冷凝现象。
▪ 学会给热系数测定的实验数据处理方法， 了解影响给热系数的因素和强化传热的途 径。
▪ 二、基本原理
▪ 在工业生产过程中，大量情况下，冷、热 流体系通过固体壁面（传热元件）进行热 量交换，称为间壁式换热。如图(4－1)所 示，间壁式传热过程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所组成。
▪ 3、实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什 么影响？如何及时排走冷凝水？如果采用不同压 强的蒸汽进行实验，对α关联式有何影响？
T
TW
tW
t
图 4－1 间壁式传热过程示意图
▪ 三、实验装置与流程 ▪ 1．实验装置
图4－1 空气-水蒸气换热流程图 1—风机；2—孔板流量计；3冷流体管路；4—转子流量计；5—冷流 体进口温度；6—惰性气体排空阀；7—蒸汽温度；8—视镜；9—冷流 体出口温度；10—压力表；11—冷凝水排空阀；12—蒸汽进口阀；
实验四气汽对流传热综合实验报告
化学实验教学中心实验报告化学测量与计算实验Ⅱ实验名称：气-汽对流传热综合实验报告学生姓名：学号：院（系）：年级：级班指导教师：研究生助教：实验日期：交报告日期：2.对流传热系数准数关系式的实验确定流体在管内做强制湍流，被加热状态，准数关联式的形式为：αα=ααααααα（6）其中，αα=αααααα，αα=αααααααα，αα=ααααααα物性数据αα、ααα、αα、αα可根据定性温度αα查得。
经计算可知，对于管内被加热的空气，普兰特常数αα变化不大，可认为是常数，则关联式的形式简化为：αα=αααααα0.4（7）这样通过实验确定不同流量下的αα与αα，然后用线性回归方法确定A、m的值。
（二）强化管换热器传热系数、准数关联式及强化比的测定强化传热又被学术界称为第二代传热技术，它能减小初设计的传热面积，以减小换热器的体积和重量；提高现有换热器的换热能力；使换热器能在较低温差下工作；并且能够减少换热器的阻力以减少换热器的动力消耗，更有效地利用能源和资金。
强化传热的方法有多种，本实验装置是采用在换热器内管插入螺旋线圈的方法来强化传热的。
螺旋线圈的结构图如图1所示，螺旋线圈由直径3mm以下的铜丝和钢丝按一定节距绕成。
将金属螺旋线圈插入并固定在管内，即可构成一种强化传热管。
在近壁区域，流体一面由于螺旋线圈的作用而发生旋转，一面还周期性地受到线圈的螺旋金属丝的扰动，因而可以使传热强化。
由于绕制线圈的金属丝直径很细，流体旋流强度也较弱，所以阻力较小，有利于节省能源。
螺旋线圈是以线圈节距H与管内径d的比值技术参数，且长径比是影响传热效果和阻力系数的重要因素。
科学家通过实验研究总结了形式为αα=Bααα的经验公式，其中B和m的值因螺旋丝尺寸不同而不同。
采用和光滑套管同样的实验方法确定不同流量下得Rei和αα，用线性回归方法可确定B和m的值。
单纯研究强化手段的强化效果（不考虑阻力的影响），可以用强化比的概念作为评判准则，它的形式是：αααα0⁄，其中αα是强化管的努塞尔准数，αα0是普通管的努塞尔准数，显然，强化比αααα0⁄>1，而且它的值越大，强化效果越好。
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实验四传热实验
一实验内容
测定单壳程双管程列管式换热器的总传热系数
二实验目的
1 了解影响传热系数的工程因素和强化传热操作的工程途径。
2 学会传热过程的调节方法。
三实验基本原理
工业上大量存在的传热过程（指间壁式传热过程）都是由固体内部的导热及冷热流体与固体表面间的给热组合而成。
传热过程的基本数学描述是传热速率方程式和热量衡算式。
热流密度q 是反应具体传热过程速率大小的特征量。
对q 的计算需引入壁面温度，而在实际计算时，壁温往往是未知的。
为实用方便，希望避开壁温，直接根据冷热流体的温度进行传热速率计算
在间壁式换热器中，热量序贯的由热流体传给壁面左侧、再由壁面左侧传导至壁面右侧、最后由壁面右侧传给冷流体。
在定态条件下，忽略壁面内外面积的差异，则各环节的热流密度相等，即
q =Q A =T −T W 1
ɑh =T W −t w δɑh =t w −t 1ɑc ①
由①式可以得到
q =T −t
ɑh +δ+ɑc =推动力阻力②
由上式，串联过程的推动力和阻力具有加和性。
上式在工程上常写为 Q=KA(T-t) ③
式中K=1
1
ɑh +δh +1ɑc ④ 式④为传热过程总热阻的倒数，称为传热系数，是换热器性能好坏的重要指标。
比较①和④两式可知，给热系数α同流体与壁面的温差相联系，而传热系数K 则同冷热体的温差相联系。
由于冷热流体的温差沿加热面是连续变化的，且此温度差与冷热流体的温度呈线性关系，故将③式中（T-t ）的推动力用换热器两端温差的对数平均温差来表示，即
Q=KA Δt m ⑤
热量衡算方程式
Q=q mc C pc (t 2-t 1)=q mh C ph (T 1-T 2)⑥
KA Δt m = q mc C pc (t 2-t 1) ⑦
Δt m =(T 1−t 2)−(T 2−t 1)ln T 1−t 2T 2−t 1
⑧ K=qmc Cpc (t2−t1) A Δtm
⑨ 在换热器中，若热流体的流量q mh 或进口温度T 1发生变化，而要求出口温度T 2保持原来数值不变，可通过调节冷却介质流量来达到目的。
但是这种调节作用不能单纯的从热量衡算的观点理解为冷流体流量大带走的热量多，流量小带走的热量少。
根据传热基本方程式，可能来自Δt m 的变化，也可能来自K 的变化，而多数是由两者共同引起的。
如果ɑc ≫ɑh ，调节q mc ，k 基本不变，调节作用主要靠Δt m 的变化。
如果ɑc ≪ɑh 或ɑc ≈ɑh ，调节q mc 将使q mc 和K 皆有较大变化，此时调节过程是两者共同的作用。
四实验设计
实验方案
实验物系：热流体选用热空气，冷流体选用自来水。
实验的主要设备为单壳程双管程列管式换热器，冷水走壳程，热空气走双管程。
传热速率以冷流体的热量衡算为基准。
测测试点及检测方法
实验中要测定的原始数据有：冷水流量q mc，热空气流量q mh，冷水进出口温度t1t2，热空气进出口温度T1T2。
冷热流体流量由转子流量计测定
冷热流体温度由水银温度计测定
控制点及调节方法
需控制的变量有：冷热流体流量由转子流量计控制调节
实验装置及流程
五主要设备
单壳程双管程列管式换热器气体加热源气源转子流量计玻璃水银温度计
实验装置如图所示
1气源；2气量阀；3气体流量计；4进气温度计；5出气温度计；6进水温度计；7换热器；8出水温度计；9水流量计；10水调节阀；11调压器；12气体加热器
六实验流程及说明
由气源送来的空气经气体流量计计量后进入气体加热器，被加热的空气走双管程。
来自自来水水管的冷水经水流量计计量后走单壳程与管程的热空气换热后，入下水道。
热空气由出口排出，冷热流体温度由安装在进出口管路上的水银温
度计测量
操作要点
1 打开气体及液体转子流量计，分别将气体及液体转子流量剂打到测定所需流率；
2 打开电源开关，将电压表调至220伏，当热空气升至约90摄氏度时，用变压器将电压表调至150伏左右，减小加热量，使热空气进出口温度保持恒定。
3 预热后，用微分方式改变加热量大小，电压表电压在1~2伏变化，使热空气进出口温度保持恒定，约数分钟，冷水出口温度不变时，记下第一组数据，随后，按表中数据改变流量，每改变一次，必须使热空气进口温度和冷水出口温
度维持恒定，再读取数据。
4 实验结束后，先关闭调压器。
实验数据处理和结果讨论
1计算式Q=ρVCpΔt中，Cp依据定性温度t in=(t in+t out)/2查。
2 传热推动力Δt m错流=Δt m逆流*εΔt的校正因子按下式计算
εΔt=
R′∗ln1−P
1−R∗P
R−1∗ln2−P(R+1−R
′)
2−P(R+1+R′)
式中: R=T in−T out
t out−t in R’=R2+1 P=t out−t in
T in−t in 传热实验原始数据记录表
换热面积：0.4m2室温：24.4℃气源风压：1000mmH2O
传热实验原始数据整理表
七 计算实例
全部以第一组数据为例
R=T in −T out
t out −t in =98.0−42.724.9−22.2=20.5
R ’= R 2+1= 20.52+1=20.5
P=t out −t in
T in −t in =24.9−22.298.0−22.2=0.036
εt =R ′∗ln 1−P
1−R ∗P
R −1 ∗ln 2−P(R+1−R ′)2−P(R+1+R ′)=20.5∗ln 1−0.0361−20.5∗0.036 20.5−1 ∗ln 2−0.036(20.5+1−20.5)=0.984
Δt m =(T 1−t 2)−(T 2−t 1)
ln T 1−t 2
T 2−t 1=（98.0−24.9)−(42.7−22.2)ln 98.0−24.942.7−22.2=41.37
Q=q mc C pc (t 2-t 1)=60/3600*4.18*1000*（24.9-22.2）
=188
Δt m 错流=Δt m 逆流*εΔt =41.37*0.984=40.71
K=qmc Cpc (t2−t1)
A Δtm =1880.4∗40.71=11.5
八 分析冷热流体流量变化对K 的影响，指出过程控制步骤之所在，提出强化传热的措施
如果αc >>αh ,调节q mc ， K 基本不变，此时调节作用主要靠Δt m 的变化；如果αc <<αh 或αc ≈αh ，可调节q mc 将使Δt m 和 K 皆有较大的变化，此时过程调节是两者共同作用的结果;②强化传热的措施：提高总传热系数，如增大流速、管内加抗流元件、改变传热面形状和增加粗糙度；提高传热面积，如采用直接接触传热、采用高效新型换热器；提高平均传热温差，如两侧变温情况下尽量采用逆流、提高加热剂的温度或降低冷却剂的温度。
在本实验中，从实验数据中可以看出，冷水流量的变化对k 的变化几乎没有太大的影响，这符合实验原理。
随着热空气流量的增大，k 明显的增大。
控制步骤就是热空气的传热量的大小，因此要想强化传热，必须增大热空气的流量，增大冷水流量对强化传热没有太大作用。
九 实验数据误差分析
从总体数据来看，实验符合要求，与实验原理要求一致。
误差存在的可能原因是每个成员的读数标准不一致，会出现某些误差。
十 思考题
1 影响总传热系数K 的因素有哪些？
流体的特性、传热过程的操作条件、换热器的类型，包括流速、管道内是否有抗流元件、传热面形状粗糙度、传热面积、接触传热类型、平均传热温差、加热剂的温度或降低冷却剂的温度。
2 在本实验条件下，进一步提高冷却水用量，是否能达到有效强化传热过程的目的？
本实验条件下，进一步提高冷却水用量，不能达到有效强化传热过程的目的。
这是因为，本实验条件下，有ɑc≫ɑh ，调节q mc，k基本不变，调节作用主要靠Δt m的变化，进出口的温差随着流量的增大而减小，整体效果是Q的变化并不会明显增大，这个从实验数据中也可以看出。
因此，进一步提高冷却水用量，不能达到有效强化传热过程的目的。