液-液热交换总传热系数和膜系数-模板

液-液热交换总传热系数和膜系数的测定
一、实验内容：
1、测定液液热交换过程的总传热系数
2、测定流体在水平管内作强制湍流时的对流传热膜系数
3、根据实验数据统计估计传热膜系数准数关联式中的参数
二、实验基数
1 •实验设备参数
(1)内管(铜管)
外径d o = 0.012m 内径d i = 0.008m
：:. 2 2
内管横载面积S d i-0.00005027m
4
内管测试长度I =1m
(2)外管(玻璃管)
外径D。

= 0.02m 内径D = 0.016m
(3)环隙横截面A(D i2 -d O2) = 0.00008792m2
4
(4)内管内壁横截面A w二d「：l = 0.02513m2
(5)内管外壁横截面A w=d。

二I =0.03770m2
A + A 2
(6)平均热交换面积A w w = 0.03142m
2
2、实验操作参数
冷水流量V =450L/h
冷水温度20 C
三、实验数据
湖州师范学院化工原理实验报告1. 实验测得数据可参考如下表格进行记录
2. 实验数据整理
(1)管内热水平均温度T m」T2 ,例如，序号1的T m^ 54.8 452=50 C以
2 2
此类推，求出各序号的平均温度，以平均温度查相应的J(kg/m3)，」(PaS)，C p(j/kg °c), ■ (W /m °c)o
实验序号 1 2 3 4 5 6 7
管内热水平均温度c
50.6 50.6 50.4 50.1 49.4 48.4 46.1 管内热水的密度
P(kg/m3)
987.8 987.8 987.9 988.0 988.3 989 . 3 989 . 8
管内热水的粘度
^(10^PaS)
5. 35 5. 35 5. 46 5. 49 5 . 55 5 . 65 5 . 87
管内热水的比热容
C p(103j/kg C)
4. 184 4. 184 4. 184 4. 183 4 . 183 4 . 183 4 . 182
管内热水的导热系
数Z(W /m C)
0. 649 0. 649 0. 648 0 . 648 0 . 647 0 . 646 0 . 643 (2根据各序号的流量求出各内管管内流速，根据对应的u , r,d求出管内
c ”卩V
雷诺数Re,普朗特准数，Pr p一，例如u s
九S
V S 6.67 10
u1- 1.33m/ s,
S 0.00005027
列表J1
0.008 1.33 988.1
5.49 10*
= 1.909 104,
Pr1 P1 4.183 1035.49 10,
0.648 二3.55
Q 1
Tm CpB -T 2
) =6.59 10 经 4.183 103 (54.8 - 45.2) = 2647W
Q 二wC p (T i -T 2)，②求出各序号冷热水平均温度差
■■=Tm ，热水与壁面间的平均温度差
-T1 — Ti - ti
-T2 — T2 -1?
T i - AT? 1汀1
In
T ?
当 ¥_2时，订m J Tl "2
当*
二
T
1
-T wi =T
2 =T
2
_T W2
当#一2时'％
可-汀2
l
T 1
In
汀2
_ 2
二 54.8 - 25 = 29.8 T 2 二 45.2 -17.8 二 27.4
•%
2
热水与壁温间，
29 8 +27 4
298 274
=28.6 ^T 1
一T w1 =54.8-37.9 =16.9
T 2
'二 T 2
-T w2
二 45.2 - 32.7 二 12.5
16.9 12.5
2
= 14.7
K 1
m s C p I
AT m
Q _ 2647 A ：T m
0.03142 28.6
-2946
(3)①根据各序号的质量流量，管内进出口温度,
C p 求出各内管传热速率 Q ，
列表
实 验
序 号 流体间温度差 流体与壁面温 度
差
传热速率
总传热系数 对流传热 系数
努塞尔特 准
数
叽C
Q (W
K
a Nu
1 28.55 7.15 370 41
2 2057 25.4 2 28.05 7.35 385 437 2087 25.7
3 27.75 7.35 380 435 2056 25.
4 4 27.4 7.6 348 404 1823 22.
5 5 26.85 7.95 359 425 179
6 22.2 6
25.7 8.6 290 359 1341 16.6 7
23.4
8.3
207
282
992
12.3
3. 实验结果
(1)对流传热系数
根据量纲分析法得 Nu =cRe m Pr n ，取对数lg Nu =mlg Re • A ，其中A = lgcPr n ， 设y = lg
Nu ， x = lg Re ，则可作直线 y = mx • A ，求出斜率k = m ， Pr 变化不大， 可设为定值，取 n =0.3，在获得A 值的情况下，求得 c ，这样就获得了求:的经验公 式。

1实验序号 1
2
3 4 5 6
7 管内ReM04
1.137 0.975 0.796 0.633 0.470 0.308 0.148 Nu 25.4 25.7 25.4 2
2.5 22.2 16.6 12.3 x(lg Re) 4.056
3.989 3.901 3.801 3.672 3.489 3.170 y(lgNu)
1.405 1.410 1.405 1.352 1.346 1.220 1.090 2
x
16.45 15.91 15.22 14.45 13.48 12.17 10.05 x y
5.70 5.62 5.48 5.14 4.94 4.26 3.46 2
y
1.97
1.99
1.97
1.83
1.81
1.49
1.19
Q i A ：2647 0.02513 14.7
= 7165
Ng
=71640.00
^ =88.5
0.648
由上图可知，m=0 ・3762,a=0 ・5633『=0 ・946,r=0.973
2、总传热系数与管内雷诺数的准数关联式：
m
K=aRe
总传热系数与管内雷诺数的对数图
由上图可知，m=4 ・1099,a=1 ・198x 10-7,r 2=0 ・8121,r=0.9012 4. 组员
黄莹 2013092338 张燕红 2013092333 傅梦洁
2013092328
1.600 1.400 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000
水平圆管内水冷却对数图。