空气加热性能测定实验
空气比热容比测量实验原理与方法探究
空气比热容比测量实验原理与方法探究引言：空气比热容比是一个重要的物理参数，它用于描述单位质量的空气在温度变化时所吸收或释放的热量。
准确测量空气比热容比对于气体热学研究和工程应用具有重要意义。
本文将探究空气比热容比的测量实验原理与方法。
一、实验原理在测量空气比热容比的实验中，常采用绝热容器法。
该方法利用一容器，在封闭状态下限制空气体积，通过加热或冷却来改变空气的温度。
在实验过程中，容器内的空气不与外界发生热量交换，从而实现绝热条件，使测量结果更加准确。
二、实验器材与准备1. 绝热容器：选用具有良好绝热性能的容器，如热壶或保温杯。
2. 温度计：选用精确度高的温度计，如数显温度计或汞温度计。
3. 电源和电热丝：用于加热绝热容器。
4. 冷却装置：如冷风机、冷却水槽等。
5. 实验记录工具：如笔记本、计算机等。
三、实验步骤1. 在选定的绝热容器中，先用冷却装置降低容器内空气的初始温度，使其接近室温。
2. 将电热丝置于容器内部，并连接到恒温控制装置上。
3. 将容器封闭，确保绝热性，不发生热量交换。
4. 开启电热丝，通过加热使绝热容器内的空气温度升高。
5. 同时使用温度计实时测量空气的温度，记录下来。
6. 根据加热过程中的温度变化和所提供的热量，计算空气的比热容比。
7. 对实验结果进行分析与处理，并进行适当的误差分析。
四、实验注意事项1. 实验前需要保证容器内无杂质和水汽，以免影响测量结果。
2. 绝热容器的绝热状态是实验成功的关键，在实验过程中应尽量避免热量的损失或获取。
3. 加热过程中应掌握适当的加热速度，避免温度变化过快导致测量误差。
4. 数据记录和处理的准确性是保证实验结果可靠性的重要因素，应尽可能多次重复实验，并取平均值。
五、实验结果与分析根据实验记录的温度变化数据和所提供的热量数据，可以计算出空气的比热容比。
在实验中，可以得到不同温度点对应的比热容比值，进而得到比热容比与温度的关系曲线。
通过分析测量结果，可以得出比热容比随温度升高而降低的结论。
对流传热系数测定实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除对流传热系数测定实验报告篇一：空气—蒸汽对流给热系数测定实验报告及数据、答案空气—蒸汽对流给热系数测定一、实验目的⒈通过对空气—水蒸气光滑套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数α1的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。
并应用线性回归分析方法，确定关联式nu=ARempr0.4中常数A、m的值。
⒉通过对管程内部插有螺纹管的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式nu=bRem中常数b、m的值和强化比nu/nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。
二、实验装置本实验设备由两组黄铜管（其中一组为光滑管，另一组为波纹管）组成平行的两组套管换热器，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固定。
空气由旋涡气泵吹出，由旁路调节阀调节，经孔板流量计，由支路控制阀选择不同的支路进入换热器。
管程蒸汽由加热釜发生后自然上升，经支路控制阀选择逆流进入换热器壳程，其冷凝放出热量通过黄铜管壁被传递到管内流动的空气，达到逆流换热的效果。
饱和蒸汽由配套的电加热蒸汽发生器产生。
该实验流程图如图1所示，其主要参数见表1。
表1实验装置结构参数12蒸汽压力空气压力图1空气-水蒸气传热综合实验装置流程图1—光滑套管换热器；2—螺纹管的强化套管换热器；3—蒸汽发生器；4—旋涡气泵；35—旁路调节阀；6—孔板流量计；7、8、9—空气支路控制阀；10、11—蒸汽支路控制阀；12、13—蒸汽放空口；15—放水口；14—液位计；16—加水口；三、实验内容1、光滑管①测定6～8个不同流速下光滑管换热器的对流传热系数α1。
②对α1的实验数据进行线性回归，求关联式nu=ARem 中常数A、m的值。
2、波纹管①测定6～8个不同流速下波纹管换热器的对流传热系数α1。
②对α1的实验数据进行线性回归，求关联式nu=bRem 中常数b、m的值。
四、实验原理1．准数关联影响对流传热的因素很多，根据因次分析得到的对流传热的准数关联为：nu=cRemprngrl式中c、m、n、l为待定参数。
导热系数实验报告
一、【实验目的】用稳态法测定金属、空气、橡皮的导热系数。
二、【实验仪器】导热系数测定仪、铜-康导热电偶、游标卡尺、数字毫伏表、台秤(公用)、杜瓦瓶、秒表、待测样品（橡胶盘、铝芯）、冰块三、【实验原理】1、良导体（金属、空气）导热系数的测定根据傅里叶导热方程式，在物体内部，取两个垂直于热传导方向、彼此间相距为h 、温度分别为θ1、θ2的平行平面（设θ1>θ2），若平面面积均为S ，在t ∆时间内通过面积S 的热量Q ∆免租下述表达式：hS t Q )(21θθλ-=∆∆ （3-26-1） 式中，tQ∆∆为热流量；λ即为该物质的导热系数，λ在数值上等于相距单位长冰水混合物电源输入 调零数字电压表 FD-TX-FPZ-II 导热系数电压表T 2T 1220V110V导热系数测定仪测1测1 测2测2 表 风扇AB C图4-9-1 稳态法测定导热系数实验装置度的两平面的温度相差1个单位时，单位时间内通过单位面积的热量，其单位是)K m W ⋅。
在支架上先放上圆铜盘P ，在P 的上面放上待测样品B ，再把带发热器的圆铜盘A 放在B 上，发热器通电后，热量从A 盘传到B 盘，再传到P 盘，由于A,P 都是良导体，其温度即可以代表B 盘上、下表面的温度θ1、θ2，θ1、θ2分别插入A 、P 盘边缘小孔的热电偶E 来测量。
热电偶的冷端则浸在杜瓦瓶中的冰水混合物中，通过“传感器切换”开关G ，切换A 、P 盘中的热电偶与数字电压表的连接回路。
由式（3-26-1）可以知道，单位时间内通过待测样品B 任一圆截面的热流量为221)(B BR h t Q πθθλ-=∆∆ (3-26-2) 式中，R B 为样品的半径，h B 为样品的厚度。
当热传导达到稳定状态时，θ1和θ2的值不变，遇事通过B 盘上表面的热流量与由铜盘P 向周围环境散热的速率相等，因此，可通过铜盘P 在稳定温度T 2的散热速率来求出热流量tQ∆∆。
实验中，在读得稳定时θ1和θ2后，即可将B 盘移去，而使A 盘的底面与铜盘P 直接接触。
焓差法空调器性能测试仿真试验
二、实验内容 1、用焓差法测定空调器的各性能参数 2、空调器性能实验系统软件的操作。
三、实验报告
（1）实验目的 （2）实验原理 （3）实验步骤 （4）实验记录表格 （5）实验结果 （6）指出实验中的问题，产生误差的原因，验证实验评价。
五、实验操作
制冷工况时，设备启动顺序如下： 电源――取样风机――室内风机――室外风机――本体引风机――室外加热 ――室外加湿――室内加热――室内加湿（――室外工况机） 热泵工况时，设 备启动顺序如下： 电源――取样风机――室内风机――室外风机――本体引风机――室内工况机 ――――室内加热――室内加湿（――室外加热――室外加湿――室外工况机） 必须在打开室内（外）风机的前提下才能打开室内（外）加热。 1、观察焓差法空调器性能实验系统软件过程线趋向和模拟图中实时显示的数据， 同时观察控制台上相应各个仪表，判断实验数据及实验环境是否稳定。 2、待实验数据及实验环境稳定一定时间后，点击焓差法空调器性能实验系统软 件界面上“记录”按钮，记录之前的实验数据。 3、数据记录完毕后，软件会弹出对话窗口，询问是否打印过程线及提示保存数 据，请按照提示点击“保存”按钮进行数据保存。也可即时打印出该实验时段 内实验数据。
五、实验操作
（三）实验结束
1、退出焓差法空调器性能实验系统软件。 2、关闭焓差法实验控制台钥匙开关，停止所有数据采集。 3、断开焓差法实验 室电源。
4、关闭冷却塔水泵。关闭阀门J、阀门K、阀门L、阀门M、阀门N、阀门O及阀 门P。 5、打开库板门，进入焓差法实验室，拨出被测空调器的电源插头。 6、将被测空调器从平台上拆下。准备下一次实验。 7、分析实验数据，撰写实验报告。（注：原始实验数据保存在实验软件所在 目录下空调器子目录已保存数据文件夹中。对应文件名为当时实验时间.xls,例 如K04-11-05--15.43.xls就表示04年11月5日15点43分保存的实验数据。若实验中 没有即时打印出，可随时打开查看。）
气体定压比热测定试验
空气的定压比热 cp
t2 t1
[J/(kg·K)]
(t1 + t2 ) / 2 (℃)
气体定压比热测定实验数据记录表
1
2
3
hPa。
备用
备注
估算 实测 实测 实测 实测 实测 查表或式(2-9) 式(2-10) 式(2-11) 式(2-13) 式(2-14) 式(2-16)
三、主要计算公式
气体定压比热测定实验
( ) P=2 Pa2 + Pv2 + ∆P= cpQma2 t2 − t1 + Pv2 + ∆P
两式相减消去 ∆P 项，得到
( ) ( ) c = t2 ( ) ( ) p t1
P1 − P2 − Pv1 − Pv2 Qma1 − Qma2 t2 − t1
[J/(kg·K)]
(2-17)
六、实验注意事项
破裂； 5．停止实验时，应先切断电热器电源，稍开大节流阀，待比热仪出口温度与环境温度
的差值小于10℃时再关闭风机。
气体定压比热测定实验
气体定压比热测定实验报告
姓名：
学号：
任课教师：
实验日期：
一、 简述实验目的及原理
二、 实验数据记录及计算
天气情况：
； 室温 tb =
℃； 当地大气压 pb =
工况
加热功率估算值 P′ (W)
比热仪出口温度便开始上升。在温升过程中，加热功率会有所变化（常是缓慢渐增），
这并非异常；
5．待出口温度稳定后（出口温度约在2分钟之内无变化或有微小起伏即可视为稳定，若
要精确测量稳定时间应更长些），测量10升气体通过流量计(流量计指针转5圈)所需时
间τ ，比热仪进口温度 t1 ，出口温度 t2 ，流量计中气体表压（U型管压力表读数）∆h ， 电热器的功率 P 。并将数据填入表2-1中。
空气绝热指数测定
空气绝热指数测定一、实验目的1、测定空气的绝热指数k 及空气的比热p c 及v c 。
2、熟悉以绝热膨胀、定容加热基本热力过程为工作原理的测定绝热指数实验方法。
二、实验装置及测试原理空气绝热指数测定装置见图示。
利用气囊往有机玻璃容器内充气，通过U 型压力计测出容器内的压力P 1；压力稳定后，突然打开阀门5并迅速关闭，在此过程中，空气绝热膨胀，在U 型压力计上显示出膨胀后容器内的空气压力P 2；然后，持续一小时左右，使容器中的空气与实验环境的空气进行热交换，最后达到热平衡，即容器中的空气温度与环境温度相等，此时，U 型压力计显示出温度相等后，容器中空气压力P 3。
根据过程方程：2112kp v p v ⎛⎫= ⎪⎝⎭（1） 又根据状态方程：111p v RT =（2） 222p v RT =（3） 333p v RT =（4）其中：32v v =，31T T =解上述方程组可得：3211kp p p p ⎛⎫= ⎪⎝⎭所以绝热指数K 为：3211lg /lg p p k p p = pv c k c =空气绝热指数测定装置示意图 1－有机玻璃容器；2－进气及测压三通； 3－型压力计；4－气囊；5－放气阀门。
又由pv c c R =+可得：1v Rc k =-与1p kRc k =-式中：V —比容；R —空气常数； T —热力学温度。
三、实验方法及步骤 1、测试前的准备（1）将阀门5的锥形塞拔出，抹上一些真空油，以改善阀门的密封性能，抹油后安装就位，并把螺帽拧紧。
（2）在阀门与开启的情况下（即容器与大气相通），用医用注射器将蒸馏水注入U 型压力计至一定高度。
水柱内不能含有气泡，如有气泡，要设法排除。
（3）调整装置的水平位置，使U 型压力计两水管中的水柱高在一个水平线。
2、记录U 型压力计初始读数h 。
（即容器与大气相通时，压力计中水柱高度）。
3、关闭阀门口5，把螺帽拧紧。
4、用气囊往有机玻璃容器内缓慢充气，至一定值时，待压力稳定后，记录此时的水柱高度差△h 1。
空气加热器性能实验
其中：GE—— 蒸汽量，kg/s; i″——入口蒸汽比焓，kJ/kg; i′——出口凝结水比焓，kJ/kg;
其中：G k——被加热的空气量，kg/s;
Cp ——空气定压比热，Cp = 1.01 （kJ/kg·℃） Q2 = Gk Cp(t2－t1), kW
将电加热锅炉上面的蒸汽出口阀关闭。接通电加热器总电源，依次合上锅炉电加热器的开关，并将可调加热器旋至200V左右的位置进行加热。观察锅炉上压力表和温度计的值，使其达到所要求的温度。注意：压力不得超过0.35MPa!否则，应立即关掉电源。
当温度达到所要求的值时，打开蒸汽出口阀门。打开冷凝水箱上部的流量调节阀，由于锅炉的蒸发量一定，所以调节阀不宜开启太大，流量（蒸发量）<6kg/h.(0.0017kg/s)
空气通过空气加热器的阻力H，可由测量空气加热器前后的静压差直接得出。
空气通过蒸汽加热器所得到的热量Q2，按下列计算:
三、实验装置
四、实验方法及数据处理
实验之前,先熟悉实验装置的流程、测试步骤，实验中所要调试的部件，并准备好测试仪表。
给电加热锅炉加水，使水位达到玻璃管水位计的上部。(注意：水位不得低于水位计管的1/3处，以免烧毁电加热管)。若水位不够，可给锅炉补水。步骤是：启动水泵电源开关，打开锅炉下部的进水球阀向其补水，水位达到接近水位管的上部时，关闭阀门，切断水泵电源。
一、实验目的
通过本实验熟悉和掌握空气加热器换热量及传热系数的测定方法。 通过本实验熟悉和掌握空气加热器阻力的测定方法
二、实验原理
F——传热面积，m2，已知
Q——蒸汽与空气通过间壁交换的热量（W），
其中:tq———蒸汽的温度, (℃),取决于蒸汽的压力。
组合式空调机组GBT14296-2008
组合式空调机组1、范围本标准规定了组合式空调机组（简称机组）的术语和定义、分类与标记、材料、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存、产品样本和说明书的基本内容等。
本标准适用于以功能段为组合单元，能够完成空气运输、混合、加热、冷却、去湿、过滤、消声、热回收等一种或几种处理功能的机组。
冷媒为盐水、乙二醇和直接蒸发盘管以及采用电加热的机组，可参照适用。
本标准不适用于自带冷、热源的空调机（器）、风机盘管机组、暖风机等。
1、规范性引用文件下列文件红的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励本剧本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不住日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 1236-2000工业通风机用标准化风道进行性能试验GB/T 2624.3-2006 用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第3部分：喷嘴和文丘里喷嘴GB/T 9068-1988 采暖通风与空气调节设备噪声声功率级的测定工程法GB/T14296 空气冷却器和空气加热器GB/T16803 采暖、通风、空调、净化设备术语JB/T 9064盘管耐压试验和密封性检查JG/T 21-1999 空气冷却器和空气加热器性能试验方法2、术语和定义GB/T16803 确定的以及下列术语和定义适用于本标准。
3.1组合式空调机组central station air handling units由各种空气处理功能段组装而成的一种空气设备。
适用于阻力大于等于100Pa的空调系统。
3.2机组空气处理功能段functional section of units具有对空气进行一种或几种处理功能的单元体。
机组功能段有：空气混合、均流、过滤、冷却、一次和二次加热、去湿、加湿、送风机、回风机、喷水、消毒、热回收等单元体。
3.3额定风量Rated air flow rate在标准空气状态下，单位时间通过机组的空气体积流量，单位为m³/h或m³/s。
高中化学气体加热实验教案
高中化学气体加热实验教案
实验目的：
1. 了解气体在加热过程中的性质变化；
2. 掌握气体的加热与温度变化之间的关系；
3. 学会测量气体温度和压强的方法。
实验器材及药品：
1. 烧瓶、气缸、导管、温度计、压力计等；
2. 氢气、氧气、氮气等气体。
实验步骤：
1. 将烧瓶中加入少量气体，并用导管将气体连接到气缸；
2. 观察并记录气体的初温和初压；
3. 将烧瓶置于加热设备上，用温度计监测和记录气体的温度变化；
4. 加热过程中，观察气体的性质变化，包括温度、压强等；
5. 加热结束后，记录气体的最终温度和最终压强。
实验数据处理：
1. 根据记录的数据，制作温度与压强、温度与体积的变化图表，并加以分析；
2. 计算气体的热膨胀系数等物理性质参数；
3. 总结气体在加热过程中的性质变化规律。
安全注意事项：
1. 实验过程中需戴好实验室防护眼镜，确保实验环境安全；
2. 加热设备应小心操作，避免烫伤；
3. 气体操作要谨慎，防止发生气体泄漏事故。
拓展实验：
1. 根据实验数据，进行气体热力学参数的计算和分析；
2. 进一步探究气体的状态方程和热膨胀特性。
实验评价：
通过本实验，学生可以深入了解气体在加热过程中的性质变化，并掌握相应的实验技能和数据处理方法，为学生理解气体性质和热力学原理提供实际的实验基础。
实验三对流给热系数测定实验（空气-水蒸气体系）
实验三 对流给热系数测定实验（空气-水蒸气体系）3.1 实验目的1) 观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象；2）测定空气在圆形直管内强制对流给热系数和换热器总传热系数并随着流量的变化规律；3）掌握热电阻测温方法；4）掌握化工原理实验软件库（VB 实验数据处理软件系统）的使用。
3.2 基本原理在套管换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以空气，水蒸气冷凝放热以加热空气，在传热过程达到稳定后，有如下关系式：V ρC P (t 2－t 1)＝α0A 0(T －T W )m ＝αi A i (t w －t)m （1—15） 式中：V 被加热流体体积流量，m 3/s ； ρ 被加热流体密度，kg/m 3； C P 被加热流体平均比热，J/(kg ·℃)；α0、αi 水蒸气对内管外壁的冷凝给热系数和流体对内管内壁的对流给热系数，W/(m 2·℃)；t 1、t 2 被加热流体进、出口温度，℃； A 0、A i 内管的外壁、内壁的传热面积，m 2； (T －T W )m 水蒸气与外壁间的对数平均温度差，℃； 22112211ln )()()(w w w w m T T T T T T T T Tw T -----=- （1—16）(t w －t)m 内壁与流体间的对数平均温度差，℃；22112211ln )()()(t t t t t t t t t t w w w w mw -----=- （1—17） 式中：T 1、T 2 蒸汽进、出口温度，℃； T w1、T w2、t w1、t w2 外壁和内壁上进、出口温度，℃。
当内管材料导热性能很好，即λ值很大，且管壁厚度很薄时，可认为T w1＝t w1，T w2＝t w2，即为所测得的该点的壁温。
由式（1—17）可得：m P Tw T A t t C V )()(0120--=ρα （1—18）mw P it t A t t C V )()(012--=ρα （1—19） 若能测得被加热流体的V 、t 1、t 2，内管的换热面积A 0或A i ，以及水蒸气温度T ，壁温T w1、T w2，则可通过式（1 —18）算得实测的水蒸气（平均）冷凝给热系数α0；通过 式（1 —19）算得实测的流体在管内的（平均）对流给热系数αi 。
加热老化实验的标准
加热老化实验的标准加热老化实验通常用于评估材料、产品或设备在高温环境下长时间使用后的性能稳定性。
有关加热老化实验的标准通常取决于所研究的具体材料或产品类型。
以下是一些可能与加热老化实验相关的常见标准：1.ASTM D573 - Standard Test Method for Rubber—Deterioration in an Air Oven:该标准适用于橡胶材料，描述了在空气烘箱中进行的加热老化实验的程序。
2.ISO 188 - Rubber, vulcanized or thermoplastic —Accelerated ageing and heat resistance tests:这是一个国际标准，适用于橡胶材料的老化和耐热性测试。
3.ASTM D3895 - Standard Test Method for Oxidative-Induction Time of Polyolefins by Differential Scanning Calorimetry:用于聚烯烃（polyolefins）的氧化感应时间测定，该测试方法可以用于评估材料的热老化性能。
4.ASTM E1858 - Standard Test Methods for DeterminingOxidation Induction Time of Hydrocarbons by Differential Scanning Calorimetry:该标准适用于石油产品，描述了使用差示扫描量热仪进行氧化感应时间测定的方法。
5.ASTM G85 - Standard Practice for Modified Salt Spray (Fog)Testing:这是一个通用的耐腐蚀性测试标准，包括高温、湿度和盐雾等条件，适用于金属和涂层的老化性能评估。
6.IEC 60068-2-2 - Environmental testing - Part 2-2: Tests -Test B: Dry heat:该标准是国际电工委员会（IEC）的一部分，涉及干热环境测试的规范。
冷空气——蒸汽的对流传热实验
∆������������
=
∆������1−∆������2 ������������∆∆������������12
=
(99.5−25.1)−(99.5−67.7) ������������9999..55−−2657..17
℃=50.12℃
传
热
速
率
Q
=
������������������������������(������2
5.稳定 10~15min，记录冷空气流量，蒸汽温度和冷空气进、出口温度。
6. 调节空气 支路调节阀（ 逐渐关闭闸阀 16），改变冷空气流量，稳定 10~15min后，记录冷空气流量，进、出口温度和蒸汽温度。
7.重复操作实验步骤 6 八至十次，流量从大到小，均匀分布，完成 1#换热器 的测定。
8.全开冷空气支路调节阀（闸阀 16），选择另一个换热器 2#换热器，全开此 换热器切换阀（球阀 2），管壁已做完实验的 1#换热器的切换阀（球阀 3）。
内径：25mm
外径：30mm
定性温
度������������ （℃）
传热面 积A （m2）
平均 传热速 温差 率 Q ∆������������(℃) （W）
总传热 系数 K （W/( m2/s)）
管长：1.3m
Nu
Re
1 19.8 46.4 0.123 50.1 260.44 45.63 40.4 15620.6
3 48.7 54.8 0.123 41.7 503.75 74.80 66.2 38420.3
4 45.0 53.5 0.123 43.8 489.10 74.32 65.8 35501.3
5 40.7 52.8 0.123 43.4 457.44 70.44 62.3 32109.0
对流给热系数的测定
一、 实验目的1、测定空气（或水）在圆直管内强制对流给热系数αi ；2、应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。
二、 实验原理1、在套管换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以空气或水，水蒸气冷凝放热以加热空气或水，在传热过程达到稳定后，有如下关系式：V ρC p (t 2 -t 1 )=αi A i (t w -t)m 式中：V —被加热流体体积流量，m 3/s ； Cp —被加热流体平均比热，J/(kg.℃)； t 1、t 2—被加热流体进、出口温度，℃； ρ—被加热流体密度，kg/m 3；A i —内管的外壁、内壁的传热面积，m 2；(t w -t)m —内壁与流体间的对数平均温度差，℃；22112211ln)()()(t t t t t t t t t t w w w w m w -----=-当内管材料导热性能很好，即λ值很大，且管壁厚度很薄时，可认为T w 1 ＝ t w 1 ，T w 2 ＝ t w 2 ，即为所测得的该点的壁温。
2、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：Nu i =ARe i m Pr i n其中：物性数据λi ，C P i ，ρi ，μi 可根据定性温度t m 查得。
对于管内被加热的空气，普兰特准数 Pr i 变化不大，可以认为为常数，则关联式的形式简化为：Nu i =ARe i m Pr i 0.4通过实验确定不同流量下的Re i 与Nu i ，然后用回归方法确定A 和m 的值。
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： ln(Nu/Pr 0.4)=lnA + mlnReiii i i d u μρ=Re iipi i C λμ=Pr iii i d Nu λ∂=三、实验装置流程空气-水蒸气传热综合实验装置流程图1-水泵或漩涡气泵 2-蒸汽发生器 3、4-旁路阀 5-电动调节阀 6-蒸汽总阀 7-蒸汽调节阀 8、9-冷凝水排放阀 10-水或空气流量调节阀 11-惰性气体排放阀2.设备与仪表规格（1）紫铜规格：直径φ20×1.5mm，长度L=1000mm（2）外套玻璃管规格：直径φ100×5mm，长度L=1000mm（3）压力表规格：0~0.1Mpa四、实验步骤及注意事项1、打开总电源空气开关，打开仪表及巡检仪电源开关。
导热系数的测定实验
本实验装置如图1所示，固定于底上的三个测微螺旋头支撑着一铜散 热盘P，在散热盘P上，安放一待测的圆盘样品B，样品B上再安放一 圆筒发热体，圆筒发热体由电热板提供热源，实验时一方面发热体 底盘A直接将热量通过样品上平面传入样品，另一方面散热盘P籍电 扇有效稳定地散热 ，使传入样品的热量不断往样品的下平面散出， 当传入的热量等于散出的热量时样品处于稳定导热状态，这时发热 盘A与散热盘P的温度为一定的数值。
每隔2分钟记下样品上下圆盘A和P的温度θ1 和θ2的数值，待θ2的
数值在10分钟内不变即可认为已达到稳定状态，记下此时的θ1 和
θ2值。
2、测金属的导热系数时θ1 , θ2值为稳态时金属样品上下两个面的温
度，此时散热盘P的温度为θ3 值。因此测量P盘的冷却速率应为:
t | 3
Байду номын сангаас
、
h
1
mc t |3 1 2 R2
测θ3值时可在θ1、θ2达到稳定时，将上面测θ1 或θ2的热电偶移下来进行测量。
3、圆筒发热体A盘侧面和散热盘P的侧面，都有供安插热电偶的小孔，安
放发热盘时此二小孔都应与真空保温杯在同一侧，以免路线错乱。热
电偶插入小孔时，要抹上些硅油，并插到洞孔底部，保证接触良好。
热电偶冷端插入浸于冰水中的细玻璃管内，玻璃管内也要灌入适当的
t
h
（2）
式中h为样品厚度，R为圆盘样品的半径，λ为样品热导率、θ1 、θ2 分别为稳态时样品上下平面的温度。
实验时，当传热达到稳态时，θ1 、θ2的值将稳定不变，这时可以认为 发热盘A通过圆盘样品上平面传入的热量与由散热盘P向周围环境散热的
速率相等。因此可通过散热盘P在稳定温度θ2时的散热速率求出热流量 ΔQ/Δt，方法如下，当读得稳态时的θ1 、θ2后，将样品B盘抽去，让 发热盘A的底面与散热盘P直接接触，使盘P的温度上升到比θ2高出1mV左 右时，再将发热盘A移开，放上圆盘样品（或绝缘圆盘），让散热盘P冷
实验一 换热器性能实验
实验一 换热器性能实验1、 水-水换热器性能实验一、实验目的通过本实验加深学生对水－水换热器的认识，了解对该类型的换热器的测试方法。
二、实验的主要内容本实验通过测量数据：1）冷、热流体的体积流量；2）冷、热流体的进、出口温度；3）冷、热流体的进出口压力降。
计算传热系数，分析水-水换热器的传热性能。
三、实验设备和工具冷水机组，冷却塔，水-水换热器，涡轮流量计，水泵，冷媒泵，恒温器，温度传感器，压力传感器。
四、实验原理右图表示通过平壁的传热方式，平壁左侧的高温流体经平壁把热量传递给平壁右侧的低温流体。
一般来说，传热过程中传递的热量正比于冷、热流体的温差及传热面积，它们之间的关系可用传热方程式表示：Q K F t =⋅⋅∆ W式中 Q ——单位时间通过平壁的传热量，W ；F ——传热面积，2m ；t ∆——冷、热流体间的温差，℃；K ——传热系数，2(W m ⋅℃)当F=12m ,t ∆=1℃时，Q=K, 表明传热系数在数值上等于温差为1℃，面积为12m 时的传热率。
传热系数是热交换设备的一个重要指标，传热系数愈大，传热过程愈激烈。
本实验原理图如图所示：五、实验方法和步骤1、实验方法在实验开始前，应检查设备、管线及测量仪表的可靠性。
开始运行后，应及时排净设备内的气体，使设备在完全充满实验流体的条件下运行并调节至试验工况（或指定工况），即需要调节换热器两侧流体的进口温度稳定在设定值附近，这两个参数允许的偏差范围按如下规定：实验中，冷侧流体进口温度通过恒温器2电加热器控制，热侧流体进口温度通过恒温器1电加热器控制。
在每个测定工况（或指定工况）下，均应稳定运行30min 后，方可测定数据。
在每个测定工况（或指定工况）下，热平衡的相对误差均不得大于5%。
热侧流体换热量为：1111131()Q Cp G t t ρ=⋅⋅⋅- 式中，1Q ——换热器热侧换热量（kW ）；1Cp ——热侧流体的比热容 （()kJ kg K ⋅）； 1G ——由涡轮流量计1测得的热侧流体体积流量（3m s ）； 1ρ——热侧流体密度（3/kg m ）； 13T ——热侧流体进口温度（℃）； 14T ——热侧流体出口温度（℃）。
热力学实验：空气-水蒸气传热综合实验(套管,列管)
化工传热方式、传热系数测量综合实验目录一、实验目的： (1)二、实验内容： (1)三、实验原理： (1)1.普通套管换热器传热系数测定及准数关联式的确定： (1)2.强化套管换热器传热系数、准数关联式及强化比的测定 (2)3.列管换热器总传热系数K (3)四、实验装置的基本情况 (4)1.实验装置流程示意图 (4)2.实验设备主要技术参数 (6)五、实验操作步骤 (6)六、实验注意事项 (7)七、实验数据记录及数据处理过程 (7)1.光滑管及强化实验数据计算 (7)2.列管换热器总传热系数的测定数据计算 (9)一、实验目的：1.通过对空气—水蒸气简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数i α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。
2.通过对管程内部插有螺旋线圈的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究， 掌握对流传热系数i α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。
3.通过变换列管换热器换热面积实验测取数据计算总传热系数k ，加深对其概念和影响因素的理解。
4.认识套管换热器（光滑、强化）、列管换热器的结构及操作方法，测定并比较不同换热器的性能。
二、实验内容：1.测定5-6组不同流速下简单套管换热器的对流传热系数i α。
2.测定5-6组不同流速下强化套管换热器的对流传热系数i α。
3.测定5-6组不同流速下空气全流通列管换热器总传热系数k 。
4.测定5-6组不同流速下空气半流通列管换热器总传热系数k 。
三、实验原理：1.普通套管换热器传热系数测定及准数关联式的确定： （1）对流传热系数i α的测定：对流传热系数i α可以根据牛顿冷却定律，通过实验来测定。
m i i i t S Q ∆⨯⨯=α （1）im ii S t Q ⨯∆=α （2）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 ∆—壁面与主流体间的温度差，℃。
《传热学》实验指导书
XX学院实验指导书课程编号：课程名称：传热学实验学时： 6 适用专业：能源与动力工程制定人：制（修）订时间： 2020年8月专业负责人审核：专业建设工作组审核：2020年8月实验纪律要求1.请按照时间安排准时进入实验室。
2.请不要带入与实验无关的各类用具及杂物。
请保持安静、整洁的实验环境。
3.请自觉遵守实验室的各项规章制度，听从实验室管理人员和教师的安排。
4.实验过程中设备出现故障时，请不要擅自处理，并请立即报告实验室管理人员。
5.实验完毕时，请按指定位置摆放实验物品，把工作凳排列整齐，有序地离开实验室。
6.学生操作实验过程中，请不要随意更换实验配置，坚决杜绝盗取配件等行为。
7.请爱护实验室的各种设备。
第一部分实验大纲一、实验教学目的与基本要求通过《传热学》实验，使学生掌握基本操作技能，增强感性认识，加深对基本概念的理解、学会整理、分析实验数据的方法，为今后专业学习和从事科学研究奠定良好基础。
要求：(1）了解实验装置，熟悉空气流速及管壁温度的测量方法，掌握测试仪器、仪表的使用方法；(2）掌握实验基本原理、实验装置结构，学会使用实验仪器与设备；(3）通过测定空气横掠单管时的表面传热系数，掌握将实验数据整理成准则方程式的方法。
(4）掌握对数据进行处理和误差分析的方法。
二、实验课程内容与学时分配三、主要仪器设备四、实验报告与考核方式1．实验报告每个实验均撰写实验报告，实验报告按统一格式，采用统一的报告纸、统一的原始数据记录纸。
报告内容包括：实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理、实验内容及简要步骤、数据处理、讨论与小结、原始记录单。
学生要认真书写，字迹整洁、清晰。
2．考核方式（1）实验课程的考核方式：考试以笔试或操作等形式进行；（2）实验课考核成绩按百分制评定，实验考核由实验出勤、实验操作和实验报告组成。
某个实验未出勤则不得分。
在实验出勤的前提下，单个实验得分=实验操作得分×50% + 实验报告得分×50%。
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空气加热器性能测定实验台使用说明书
一、 概述：
空气加热器是暖通空调系统中常用的换热设备。
它的类型很多，按其肋片加工方法不同，可分为：串片式、绕片式、轧片式等。
按其热媒的种类不同，可分为蒸汽加热器或热水加热器。
本实验的目的是，测定空气加热器的传热系数和空气阻力，以鉴定其热工性能的优劣。
本实验以蒸气加热器传热为具体对象。
其蒸汽加热器为铜管串铝片。
其参数为：
换热面积： F = 2.93m 2; 流通截面积：f = 0.08875m 2。
二、 实验原理：
空气加热器的传热系数由下式确定：
p
t F Q k ∆⨯=
w/(m 2
℃) (1)
式中：F ——传热面积，m 2。
Q ——蒸汽与空气通过间壁交换的热量（W ）。
必须注意，蒸汽加热器蒸汽的放热量Q 1等于空气通过蒸汽加热器所得到的热量Q 2。
p t ∆—空气与蒸汽间算术平均温差，℃。
p t ∆= 2
2
1t t t q +-
℃ (2) 其中:t q —蒸汽的温度, (℃),取决于蒸汽的压力。
21,t t
— 加热前、后空气温度，℃。
蒸汽加热器内蒸汽的放热量Q 1按下式计算：
Q 1=G E (i ″－ i ′)kw (3)
其中：G Z 蒸汽量，kg/s ;
i ″— 入口蒸汽比焓，kJ/kg ;
i ′— 出口凝结水比焓，kJ/kg ;
- 1 –
空气通过蒸汽加热器所得到的热量Q2，按下列计算。
Q 2 = G
k
C
p
(t
2
－t
1
), kw (4)
其中：G k—被加热的空气量，kg/s;
C
p
—空气定压比热，C p = 1.01 （kJ/kg℃）；
空气通过空气加热器的阻力H，可由测量空气加热器前后的静压差直接得出。
三、实验装置：
空气加热器实验装置如图1、图2所示。
它由蒸汽置备输送系统、空气系
统和测试系统组成。
蒸汽由蒸汽发生器26产生，经阀门13，汽水分离器12，过热器11进入蒸汽加热器，一般情况下，暖通空调用低压饱和蒸汽。
因此，实验中，蒸汽不带水时，可不用过热器11（即不通电）。
蒸汽加热空气后，其凝结水经过冷却器22，使凝结水过冷，以防护产生二次汽。
空气经调节阀门2，由风机1吸送，并通过风道送出，经整流孔板3，进入蒸汽加热器，经加热后由孔板25排出。
–2 –
图2 实验装置原理图
1.风机；2调节阀；3整流孔板；4、5.换热器前后测温点；6.静压测；7.风机测孔；
8、9、10测温点；11.过热器（一般不用）；12.汽水分离器； 13.阀门；14.安全阀；
15.温度计；16.压力表；17.电加热器；18.水位计；19.止回阀；20.给水泵；21.水
箱；22.冷却器；23.调节阀；24.排气装置；（凝结水位管）；25.孔板；26电锅炉；（蒸汽发生器）。
四、实验方法及数据整理:
实验步骤如下:
1.实验之前,先熟悉实验装置的流程、测试步骤，实验中所要调试的部件，并准备好测试仪表。
2、给电加热锅炉加水，使水位达到玻璃管水位计的上部。
(注意：水位不得低于水位计管的1/3处，以免烧毁电加热管)。
若水位不够，可给锅炉补水。
步骤是：启动水泵电源开关，打开锅炉下部的进水球阀向其补水，水位达到接近水位管的上部时，关闭阀门，切断水泵电源。
3、将电加热锅炉上面的蒸汽出口阀关闭。
接通电加热器总电源，依次合上锅炉电加热器的开关，并将可调加热器旋至200V左右的位置进行加
- 3 -
热。
观察锅炉上压力表和温度计的值，使其达到所要求的温度。
注意：压力不得超过0.35MPa!否则，应立即关掉电源。
4、当温度达到所要求的值时，打开蒸汽出口阀门。
同时打开冷却水阀门，并控制冷却水出口温度降至不烫手。
打开冷凝水箱上部的流量调节阀，由于锅炉的蒸发量一定，所以调节阀不宜开启太大，流量（蒸发量）
<6kg/h.(0.0017kg/s)
5、排除换热器出口凝结水位管内的空气，调节其水位，使水位稳定，以保持换热器出口不出蒸汽，计维持过冷度。
6、调节蒸汽过热器的电压，使空气加热器入口处的蒸汽过热度为2℃，以防蒸汽带水（一般情况下可不用）。
7、待系统稳定后，实验测定方可进行，测量并记录所有实验参数，其结果列入表1直至这一工况结束。
改变工况，并检查锅炉水位，进行下一工况。
8、所有实验工况测定结束后，关闭锅炉及过热器的加热开关。
风机继续运行5分钟后关闭。
最后关闭总电源。
五、思考问题：
1.对于热水加热器，如何设计实验系统及测量方案。
2.试述空气加热器的校核计算。
- 4 –
表1 实验记录与数据整理表
注：① 进入空气加热器的蒸汽量即为凝结水量，凝结水量有重量法测得。
② 空气量由孔板25测得，即Gk=0.02ρ⋅∆p (kg/s),其中ρ为空气密度(kg/m 3)。
p ∆：孔板前后压差（毫米水柱）。
③ 实验相对误差： %51001
2
1<⨯-Q Q Q 。
④ 实验稳定后，每次测试时间间隔为5分钟～10分钟。
-5-。