对流传热实验

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空气对流传热系数的测定实验报告

空气对流传热系数的测定实验报告空气对流传热系数的测定实验报告引言：传热是物质内部或不同物质之间的热量传递过程。

在工程和科学领域中，对流传热是一种常见的传热方式。

对流传热系数是描述流体对流传热能力的物理量，对于研究和应用热传导、换热器设计等方面具有重要意义。

本实验旨在通过测定空气对流传热系数，探究对流传热的规律和机制。

实验装置和方法：实验所需的装置包括一个加热器、一个温度计、一个风扇和一根长而细的金属棒。

首先，将金属棒的一端插入加热器中，确保其与加热器接触良好。

然后，将风扇放置在金属棒的另一端，并将其打开。

接下来，使用温度计测量金属棒不同位置的温度，并记录下来。

实验过程和结果：在实验开始时，我们先调节加热器的温度，使其保持在一个恒定的值。

然后，使用温度计分别测量金属棒的不同位置的温度。

我们将测得的温度数据记录在表格中，并根据测得的温度差值计算出空气对流传热系数。

通过对实验数据的分析，我们发现金属棒的温度随着距离加热器的距离逐渐降低。

这是因为加热器提供的热量通过金属棒向外传递，而空气对流传热是主要的传热方式。

随着距离的增加，空气对流传热的效果逐渐减弱，导致温度下降。

根据测得的温度数据，我们使用经验公式计算了空气对流传热系数。

经过计算，我们得到了不同位置的空气对流传热系数的数值。

这些数值与理论值进行对比，发现它们基本上是一致的，验证了我们的实验结果的准确性。

讨论和结论：通过本次实验，我们成功测定了空气对流传热系数，并验证了实验结果的准确性。

空气对流传热系数的测定对于工程和科学领域中的热传导和换热器设计等方面具有重要意义。

然而，本实验也存在一些局限性。

首先，我们只使用了一个加热器和一个风扇进行实验，这可能导致实验结果的一定偏差。

其次，我们没有考虑其他可能影响对流传热的因素，如湿度和压力等。

为了进一步提高实验的准确性，可以使用更多的加热器和温度计进行测量，以获得更多的数据。

此外，可以在实验中引入其他因素，如湿度和压力的测量，以更全面地了解对流传热的规律和机制。

对流传热实验

4．必须保证空气管线的畅通。即在接通风机电源之前，两个空气支路控制阀之一和旁路调节阀必须全开。在转换支路时，应先关闭风机电源，然后开启和关闭控制阀；
5. 实验操作时应注意安全，防止触电和烫伤； 6.测量时应逐步加大气相流量，记录数据。否则实验数值误差较大。
七、实验记录及数据处理
1.记录光滑管测定的操作步骤、按表2记录原始数据、给出数据处理结果表（换热量、传热系数、各准数以及重要的中间计算结果）、准数关联式的回归过程、结果与具体的回归方差分析，并以其中一组数据的计算举例；
头的方向旋转即可。
5
T

2
12
4
T
T
6 89
T
73
T
T
PT
10 1
11 φ 42 不锈钢管
1、550W旋涡风机 2、冷流体出口温度 3、冷流体入口温度 4、热流体出口温度 5、热流体入口温度 6、调节阀 7、普通套管换热器 8、0.25MP高温压力表 9、蒸汽温度 10、蒸汽发生器 11、DN32涡街流量计 12、强化套管换热器
二、实验装置
本实验流程图如图1所示，其主要参数见表。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。
五、实验操作
1.实验前的准备,检查工作. (1) 向电加热釜加水至液位计 2/3 处； (2) 检查普通管支路各控制阀是否已打开。保证蒸汽和空气管线的畅通； (3) 接通电源总闸，设定加热电压，启动电加热器开关，开始加热； 2. 实验开始 (1)加热一段时间后水沸腾,水蒸汽自行充入普通套管换热器外管，观察蒸汽排出口有恒量蒸汽排出，标志着实验可以开始； (2) 约加热十分钟后,可提前启动鼓风机,保证实验开始时空气入口温度 t(℃)比较稳定； (3) 调节空气流量旁路阀的开度,使压差计的读数为所需的空气流量值(当旁路阀全开时, 通过传热管的空气流量为所需的最小值,全关时为最大值)； (4)稳定 5-8 分钟左右可转动各仪表选择开关读取各数值。(注意：第 1 个数据点必须稳定足够的时间)； (5) 重复(3)与(4)共做 6-10 个数值，最小,最大流量值一定要做； (6) 整个实验过程中,加热电压可以保持(调节)不变,也可随空气流量的变化作适当的调节； 3．转换支路，重复步骤 2 的内容，进行强化套管换热器的实验，测定 6-10 组实验数据； 3．实验结束 (1)关闭加热器开关，过 10 分钟后关闭鼓风机,并将旁路阀全开； (2) 切段总电源； (3) 若需几天后再做实验,则应将电加热釜中的水放干净；

传热方式实验对流与传导

传热方式实验对流与传导传热是热力学的重要内容，研究传热方式对流与传导不仅有助于深入了解能量传递的方式，还能为工程设计与优化提供指导。

本文将通过实验研究对流与传导的传热方式。

一、实验简介1. 实验目的本实验的目的是探究对流与传导的传热方式，并验证热传导在高温介质中的传热特性。

2. 实验器材准备好的实验器材有加热式玻璃容器、冰水槽、热敏电阻温度计、温度计、实验记录表等。

3. 实验步骤(1) 将加热式玻璃容器装满冷水，并放入冰水槽中。

(2) 在容器下方加热源，打开加热电源进行加热。

(3) 通过热敏电阻温度计和温度计记录容器内的温度随时间的变化，并记录下来。

(4) 实验结束后，整理实验数据并进行分析。

二、传热方式实验结果分析1. 对流传热通过观察记录的实验数据，我们可以发现在加热式玻璃容器中，水的温度随时间的增加而上升。

这是因为加热源引起的热量传递，使得容器内部的水分子热运动更加剧烈，从而使整个系统的温度升高。

对流传热是由于流体内部的密度差异导致的，流体受热后体积膨胀，变得轻，上浮；而冷却后体积缩小，变得重，下沉。

这种上浮和下沉的循环运动使得热量不断传递，从而实现了对流传热。

2. 传导传热在实验过程中还观察到，在加热式玻璃容器加热时，容器底部的温度比顶部温度高。

这是因为容器受热后，热量由底部向上传导。

传导传热是由于物质内部分子之间的热量传递引起的，它不需要物质之间的流动，而是通过分子之间的碰撞传递热量。

三、实验结论与应用通过本次实验，我们深入了解了对流与传导的传热方式。

对流传热是由于流体内部的密度差异导致的上浮和下沉的循环运动，而传导传热则是由于物质分子之间的碰撞传递热量。

了解传热方式对于工程设计与优化至关重要。

在设计暖气系统或空调系统时，我们需要考虑到对流传热的影响因素，比如空调的出风口位置和暖气片的设置。

在隔热设计中，我们需要考虑传导传热的因素，比如选用合适的隔热材料。

同时，我们还可以通过优化流体的流动方式，来提高传热效率。

对流传热系数的测定

对流传热系数的测定北京理工大学化学学院董女青1120102745一、实验目的1、掌握对流传热系数的测定方法，测定空气在圆形直管内的强制对流传热系数, 验证准数关联式。

2、了解套管换热器的结构及操作，掌握强化传热的途径。

3、学习热电偶测量温度的方法。

二.实验原理冷热流体在间壁两侧换热时，传热基本方程及热衡算方程为：Q = KAAtm = m^Cp (t入一t出)换热器的总传热系数可表示为：1 1 b 1—------- 1 ---- 1 ----K a ：入a 0 式中：Q—换热量，J/sK—总传热系数，J/(m' s)A—换热面积，m：At m-平均温度差，°CCp—比热，J/ (kg • K)nu—质量流量，kg/sb—换热器壁厚，ma i、a o—内、外流体对流传热系数，J/(m? • s)依据牛顿冷却定律，管外蒸汽冷凝，管内空气被加热，换热最亦可表示为：Q = a jAj(t w - t) = a 0A0 (T — T w)式中:t w.凡一管内(冷侧)、管外(热侧)壁温，t、T-管内(冷侧)、管外(热侧)流体温度测定空气流量、进出口温度、套管换热面积，并测定蒸汽侧套管壁温，由于管壁导热系数较大且管壁较薄，管内壁温与外壁温近似柑等，根据上述数据即可得到管内对流传热系数，由丁•换热器总传热系数近似等丁•关内对流传热系数，所以亦可得到套管换热器的总传热系数。

流体在圆形直管强制对流时满足下述准数关联式：Nu = O.O237?e°-8Pr0-33式中：Nu-努塞尔特准数，Nu=^,无因次Re—雷诺准数，Re = ^,无因次P L普兰特准数，Pr =耳,无因次测定不冋流速条件下的对流传热系数，在双对数坐标屮标绘加he关系得到一条直线，直线斜率应为0. &三、实验内容1、测定不同空气流星下空气和水蒸汽在套管换热器换热时内管空气的对流传热系数，推算总传热系数。

2、在双对数坐标中标绘M L R決糸,验证准数关联式。

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。

实验五对流传热系数

• 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
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二、基本原理
从上式推倒出管内空气对流传热系数的计算式
i
WC p (t出 t进 ) Stm
Vs C p (t出 t进 )
Stm
所以当传热达到稳定后，用蒸汽温度可计算出
tm，利用仪器测出各数据，就能计算出实测值i。
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二、基本原理
2．准数关联式对流传热系数是研究传热过程及换热器性能的一个很重要的参数。这种传热过程是冷热流体通过固体壁面（传热元件）进行的热量交换，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。
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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定律表示
• Q=h·(T-Tw 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。
2020/4/9
实验五对流传热系数的测定
• 一、实验目的 • 1.学会对流传热系数的测定方法。（换热器的
性能参数，决定换热器的尺寸） • 2.测定空气在圆形直管内(或螺旋槽管内)的强
制对流传热系数，并把数据整理成准数关联式，以检验通用的对流传热准数关联式。 • 3.了解影响对流传热系数的因素和强化传热的途径。

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

对流传热实验

对流传热实验一、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=ARe m Pr0.4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=BRe m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。

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。

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 实验装置结构参数实验内管内径d i（mm）16.00实验内管外径d o（mm）17.92实验外管内径D i（mm）50实验外管外径D o（mm）52.5总管长（紫铜内管）L（m） 1.30测量段长度l（m） 1.10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； 5—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；孔板流量计测量空气流量空气压力蒸汽压力空气入口温度蒸汽温度空气出口温度三、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=ARe m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。

对流传热的实验分析

对流传热的实验分析导言：热传导是物质内部的热量传递方式，而对流传热则是通过流体的运动来传递热量。

对流传热在自然界和工程领域都有广泛的应用。

本文将通过对流传热的实验分析，探讨其机理和影响因素。

一、实验设备和方法在对流传热的实验中，我们通常会使用一个加热器和一个冷却器。

加热器中的流体被加热，然后通过管道流动到冷却器中，从而实现热量的传递。

为了控制实验条件，我们需要测量加热器和冷却器中的温度、流速以及热量的转移率。

二、实验结果和讨论1. 温度分布在实验中，我们可以通过在加热器和冷却器中放置温度传感器来测量温度分布。

实验结果通常显示，在加热器中，温度随着距离加热源的远离而逐渐降低；而在冷却器中，温度随着距离冷却源的接近而逐渐升高。

这是因为加热器中的热量被流体吸收，并随着流动被带到冷却器中。

2. 热传递率实验中，我们可以通过测量加热器和冷却器中的温度差来计算热传递率。

热传递率是指单位时间内传递的热量。

实验结果显示，热传递率与流体的流速成正比。

当流速增加时，热传递率也随之增加。

这是因为流体的流动可以带走更多的热量，加快热量的传递速度。

3. 流体性质实验中，我们可以通过更换不同性质的流体来研究其对对流传热的影响。

实验结果表明，流体的热导率和比热容对对流传热起着重要作用。

热导率越大的流体，其传热能力越强；而比热容越大的流体，其储热能力越强。

因此，在工程应用中，我们可以根据需要选择合适的流体来实现高效的对流传热。

4. 几何形状实验中，我们还可以通过改变加热器和冷却器的几何形状来研究其对对流传热的影响。

实验结果显示，几何形状的改变会影响流体的流动状态，从而影响热量的传递。

例如，增加管道的弯曲会增加流体的阻力，降低热传递率；而增加表面积可以增加热量的传递速度。

结论：通过对流传热的实验分析，我们可以深入了解对流传热的机理和影响因素。

实验结果表明，对流传热是一种高效的热传递方式，其传热能力可以通过流速、流体性质和几何形状等因素进行调控。

对流传热系数测定实验(对华理设备)

对流传热系数测定实验
实验指导教师：曾明荣
对流传热概述
根据热力学第二定律，凡是存在温度差的地方就会发生热量传递，并导致热量自发地从高温处向低温处传递，这一过程称为热量传递过程，简称传热。
热量传递过程分为稳态过程与非稳态过程两大类。
热量传递有三种基本方式：热传导、对流和热辐射。
在化工生产中传热的应用主要是两个方面：
实验原理
根据传热基本方程、牛顿冷却定律以及圆筒壁的热传导方程，已知传热设备的结构尺寸，只要测得传热速率Ｑ以及各有关温度，即可算出Ｋ和α等。
间壁式换热装置
对于间壁式传热过程，可以将其看成是由下述三个传热子过程串联而成：
（1）热流体与固体壁面之间的对流传热过程；
（2）热量通过固体壁面的热传导过程；

1

d
0.7

l
式中：α为采用上式计算的对流传热系数； α/为流体流经短管的平均对流传热系数。
流体在圆形直管内呈过渡流时的对流传热系数
管内流动处于过渡流状态，即在2300<Re<104的范围内，其传热情况比较复杂。在此情况下的对流传热系数可先用湍流时的经验关联式计算，然后将计算所得到的对流传热系数再乘以小于1的修正系数，即
3.蓄热式传热。（图例）
影响换热器传热速率的参数有：传热面积、平均温度和传热系数。
对流传热的概念
不同温度的流体各部分之间，或流体与固体壁面之间作整体相对位移时所发生的热量传递过程，称为对流传热。
影响对流传热的因素：
（1）流体的相态变化；（2）引起流动的原因(强制对流传热和自然对流传热)；（3）流体的流动型态(层流和湍流)；（4）流体的物理性质(包括流体的比热容、导热系数、密度和黏度等）；（5）传热面的几何因素(传热面的形状、大小等）。

空气蒸汽对流传热系数的测定实验报告

空气蒸汽对流传热系数的测定实验报告实验目的：测定空气中的蒸汽对流传热系数，了解其在热传导过程中的特性和规律。

实验原理：空气中的热传导有两个主要的途径，即对流传热和辐射传热。

在大气压力下，空气中的蒸汽通常以微小的水滴或颗粒的形式存在。

当热量传递给空气蒸汽颗粒时，其会通过对流传热的方式将热量散发到周围的空气中。

对流传热系数(h)是描述对流传热性能的一个重要参数，通过测量传热流量和温度差，可以计算出空气蒸汽对流传热系数。

实验器材：1. 空气蒸汽发生器：用于产生空气中的蒸汽。

2. 传热试样：具有良好的导热性能的金属试样。

3. 温度测量仪器：如温度计或热电偶，用于测量传热试样和周围环境的温度。

4. 流量计：用于测量蒸汽的流量。

5. 电源和电表：用于供电和测量电能消耗。

实验步骤：1. 将空气蒸汽发生器连接到传热试样，并保持一定的温度差。

2. 打开空气蒸汽发生器和流量计，开始生成空气中的蒸汽，并调整蒸汽流量至稳定。

3. 同时开启温度测量仪器，分别测量传热试样的表面温度和周围环境的温度。

4. 根据传热试样表面温度和周围环境温度的差值，计算出传热速率，即传热流量。

5. 根据蒸汽流量和传热流量，计算得到空气蒸汽的对流传热系数。

实验数据记录与处理：1. 记录传热试样表面温度和周围环境温度的数值。

2. 根据所测得的温度差值，计算出传热速率。

3. 根据蒸汽流量和传热速率的比值，计算得到空气蒸汽的对流传热系数。

实验结果与讨论：根据实验测得的数据，计算出空气蒸汽的对流传热系数，并进行实验结果的分析和讨论，比较不同实验条件下的对流传热系数差异，探究影响因素与对流传热系数的关系。

结论：通过本次实验，测定并计算得到了空气蒸汽的对流传热系数，并对影响因素进行了讨论。

实验结果可以为热传导以及相关工程问题的研究和应用提供参考。

01对流传热系数的测定

对流传热系数的测定1 实验目的和要求1)掌握空气在传热管内对流传热系数的测定方法，了解影响传热系数的因素和强化传热的途径。

2)把测得的数据整理成nNu形式的准数方程，并与教材中公认式进行比较。

=ARe3)了解温度、加热功率、空气流量的自动控制原理和使用方法。

2 实验装置与流程本实验流程图（横管）如下图4-1、4-2所示，实验装置由蒸汽发生器、孔板流量计（变送器）、变频器、套管换热器（强化管和普通管）及温度传感器、智能显示仪表等构成。

空气-水蒸气换热流程：来自蒸汽发生器的水蒸气进入套管换热器，与被风机抽进的空气进行换热交换，不凝气或未冷凝蒸汽通过阀门（F3和F4）排出，冷凝水经排出阀（F5和F6）排入盛水杯。

空气由风机提供，流量通过变频器改变风机转速达到自动控制，空气经孔板流量计进入套管换热器内管，热交换后从风机出口排出。

注意：普通管和强化管的选取：在实验装置上是通过阀门（F1和F2）进行切换，仪表柜上通过旋钮进行切换，电脑界面上通过鼠标选取，三者必须统一。

图4-1 横管对流传热系数测定实验装置流程图图4-2 竖管对流传热系数测定实验装置流程图图中符号说明见下表所示3在工业生产过程中，大量情况下，采用间壁式换热方式进行换热。

所谓间壁式换热，就是冷、热两种流体之间有一固体壁面，两流体分别在固体壁面的两侧流动，两流体不直接接触，通过固体壁面（传热元件）进行热量交换。

本装置主要研究汽—气综合换热，包括普通管和加强管。

其中，水蒸汽和空气通过紫铜管间接换热，空气走紫铜管内，水蒸汽走紫铜管外，采用逆流换热。

所谓加强管，是在紫铜管内加了弹簧，增大了绝对粗糙度，进而增大了空气流动的湍流程度，使换热效果更明显。

3.1 间壁式传热基本原理如图4-3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。

Tt图1间壁式传热过程示意图图4-3 间壁式传热过程示意图间壁式传热元件，在传热过程达到稳态后，有热流体与固体壁面的对数平均温差可由（2）式计算：固体壁面与冷流体的对数平均温差可由（3）式计算：热、冷流体间的对数平均温差可由（4）式计算：式中：Q ——传热量，s J /；1m 、2m ——分别为热流体、冷流体的质量流量，s kg /； 1p c 、2p c ——分别为定性温度下热流体、冷流体的比热，()C kg J ︒∙/；1T 、2T ——分别为热流体的进、出口温度，C ︒； 1t 、2t ——分别为冷流体的进、出口温度，C ︒；1α、2α——分别为热流体、冷流体与固体壁面的对流传热系数，()C m W ︒∙2/；1A 、2A ——分别为热流体、冷流体测的传热面积，2m ；()M W T T -、()m w t t -——分别为热流体、冷流体与固体壁面的对数平均温差，C ︒；K ——以传热面积A 为基准的总传热系数，()C m W ︒∙2/；A ——平均传热面积，2m ；m t ∆——冷、热流体的对数平均温差，C ︒。

对流传热的实验分析

对流传热的实验分析热传导、热辐射和对流传热是物体之间热量传递的三种基本方式。

在这三种方式中，对流传热在自然界和工程应用中起着重要的作用。

对流传热实验是研究和分析对流传热现象的有效手段，本文将对对流传热实验进行分析。

一、实验目的和原理对流传热实验的目的是研究流体中的热传递过程，包括流体的流动特性和传热特性。

实验原理基于流体的运动和传热规律。

在对流传热实验中，我们通常使用热平衡器、热电偶和流量计等仪器设备来测量和记录实验数据。

二、实验装置和操作对流传热实验通常使用实验装置来模拟实际情况。

实验装置包括加热器、冷却器、流体循环系统和传感器等。

实验操作包括设定流体的流速、温度和压力等参数，并记录实验数据。

实验过程中需要保持实验环境的稳定和可重复性，以确保实验结果的准确性和可靠性。

三、实验结果和数据分析对流传热实验的结果通常以温度差、传热速率和传热系数等形式呈现。

通过对实验数据的分析，可以得出对流传热的相关规律和特性。

例如，实验结果可能显示随着流体流速的增加，传热速率也增加；或者随着流体温度差的增加，传热系数也增加。

这些结果可以用于改进工程设计和优化传热设备。

四、实验误差和改进措施在对流传热实验中，存在一定的误差。

误差可能来自于实验设备的精度、环境条件的变化以及实验操作的不确定性等因素。

为了减小误差并提高实验结果的可靠性，可以采取一些改进措施。

例如，使用更精确的测量仪器、控制实验环境的稳定性和增加实验重复次数等。

五、实验应用和意义对流传热实验的应用广泛，涉及到许多领域。

在能源领域，对流传热实验可以用于改进燃烧系统和提高能源利用效率。

在建筑工程领域，对流传热实验可以用于改善建筑物的隔热性能和节能设计。

在化工工程领域，对流传热实验可以用于优化化工过程和提高生产效率。

六、实验的挑战和未来发展对流传热实验面临一些挑战，例如实验环境的复杂性和实验数据的处理方法等。

未来，随着科学技术的不断发展，对流传热实验将更加精确和高效。

对流传热的实验研究

对流传热的实验研究热是一种能量的传递方式，而传热则是热能从高温区向低温区传递的过程。

在日常生活中，我们经常会遇到各种与传热相关的现象，比如热水壶里的水会逐渐变凉，夏天的风扇能够给人带来凉爽的感觉等等。

这些现象背后隐藏着许多有趣的科学原理，通过实验研究，我们可以更深入地了解传热的规律。

一、对流传热实验的基本原理对流传热是指热能通过流体的对流传递。

在对流传热实验中，我们通常使用液体或气体作为传热介质。

液体和气体的分子之间存在着不断的热运动，当液体或气体受热时，其分子的热运动会加剧，分子之间的距离也会变大，从而导致液体或气体的密度减小，形成热胀冷缩的现象。

这种现象会引起流体的对流运动，从而实现热能的传递。

二、自然对流传热实验自然对流传热是指在无外力作用下，由于密度差异引起的对流传热现象。

一个常见的自然对流传热实验是通过热水和冷水的混合来观察热能的传递过程。

实验中，我们可以准备两个容器，一个装满热水，一个装满冷水。

然后将两个容器的液体缓慢地倒入一个较大的容器中，观察液体的混合过程。

我们会发现，热水和冷水混合后，整个容器中的温度会逐渐均匀起来。

这是因为热水和冷水之间存在着温度差异，热水的密度较小，冷水的密度较大，所以热水会上浮，冷水会下沉，形成对流运动，从而实现热能的传递。

三、强制对流传热实验强制对流传热是指在外力的作用下，通过强制流体的对流运动来实现热能的传递。

一个常见的强制对流传热实验是通过使用电热丝和风扇来观察热能的传递过程。

实验中，我们可以将一个电热丝放置在一个封闭的容器中，并在容器的一侧安装一个风扇。

当电热丝通电时，它会产生热量，使容器内的空气温度升高。

同时，风扇会将热空气吹向容器的另一侧，形成强制对流运动。

我们可以通过测量不同位置的温度来观察热能在容器内的传递过程。

通过这个实验，我们可以发现，随着时间的推移，容器内的温度会逐渐均匀起来。

这是因为电热丝产生的热量会使空气温度升高，而风扇的作用会将热空气吹向容器的其他部分，从而实现热能的传递。

对流传热实验报告

对流传热实验报告对流传热实验报告引言：热传导是物质内部由高温区向低温区传递热量的过程，而对流传热则是通过流体的运动来传递热量。

在工程和科学领域中，对流传热是一个非常重要的研究方向。

为了更好地理解对流传热的机理和特性，我们进行了一系列的实验研究。

本文将对这些实验进行报告，并探讨实验结果的意义和应用。

实验一：自然对流传热我们首先进行了自然对流传热的实验。

实验装置是一个封闭的容器，其中有一根加热丝和一个温度计。

我们通过控制加热丝的电流来产生不同的温度差，并记录下温度计的读数。

实验结果表明，随着温度差的增加，热量的传递速率也随之增加，符合自然对流传热的基本规律。

实验二：强制对流传热接下来，我们进行了强制对流传热的实验。

实验装置是一个封闭的容器，其中有一根加热丝和一个风扇。

我们通过控制风扇的转速来产生不同的风速，并记录下温度计的读数。

实验结果显示，随着风速的增加，热量的传递速率也随之增加。

这是因为风速的增加会增加流体的对流运动，从而加快热量的传递。

实验三：对流传热的影响因素在第三个实验中，我们研究了对流传热的影响因素。

我们改变了容器的形状和尺寸，并记录下温度计的读数。

实验结果表明，容器的形状和尺寸对对流传热有着显著的影响。

较大的容器能够提供更大的表面积，从而增加热量的传递面积，加快对流传热的速率。

实验四：应用与意义对流传热的研究在工程和科学领域有着广泛的应用和意义。

首先，对流传热的研究可以帮助我们设计更高效的散热系统。

例如，在电子设备中，通过合理设计散热器的结构和风扇的布局，可以提高设备的散热效率，防止过热导致的故障。

其次，对流传热的研究也对气候模型和天气预报有着重要的影响。

了解大气中的对流传热机制，可以帮助我们更准确地预测气候变化和天气情况。

结论：通过一系列的实验研究，我们对对流传热的机理和特性有了更深入的理解。

实验结果表明，对流传热的速率受到多种因素的影响，包括温度差、风速、容器的形状和尺寸等。

对流传热的研究具有广泛的应用和意义，可以帮助我们设计更高效的散热系统，并提高气候模型和天气预报的准确性。

对流传热实验的装置调整与控制

对流传热实验的装置调整与控制热传导、对流传热和辐射传热是热能传递的三种基本途径。

对流传热实验是研究流体中的对流传热规律以及传热现象的重要手段之一。

在进行对流传热实验时，装置的调整和控制是确保实验结果准确可靠的关键。

为了进行对流传热实验，首先需要准备一个稳定的对流传热装置。

这个装置通常由加热器、冷却器、流体介质和传感器组成。

试验中的加热器可以是电炉、电阻丝或太阳能辐射等。

冷却器则可以是冷水或者风扇。

流体介质可以是空气、水或其他特定的液体。

传感器用于测量温度、压力和流速等参数。

在装置调整方面，首先需要保证试验装置的密封性。

如果装置中存在泄漏，将会影响对流传热的准确测量。

因此，检查和修复泄漏问题是必要的。

其次，装置应具备合适的流动性。

流体的流动状态对于对流传热的分析至关重要。

根据实验的具体目的，可调整流体的流速、管径和流体输送的方向等参数。

通过这些调整，可以研究不同流动条件下的对流传热规律。

控制实验条件是保证实验结果准确性的重要步骤。

温度是对流传热实验中最常测量的参数之一。

通过控制加热器的功率和冷却器的温度，可以保持流体介质的稳定温度。

此外，控制流体的流速和压力变化也是必要的。

在实验进行中，应注意保持流体的稳定流速，以及避免流体中的气泡和沉淀物对传热过程的干扰。

此外，对流传热实验中还需要进行实验数据的采集和处理。

为了保证实验结果的准确性，需要使用精密的传感器测量各项参数，并及时记录。

通常使用数据采集系统来自动记录数据。

数据的采集周期应根据实验的特点和要求进行调整，以确保数据的准确性和完整性。

实验数据采集完成后，还需要进行数据处理和分析。

这包括计算平均值、方差和标准差等统计指标，以及绘制实验曲线和对比分析。

总结起来，进行对流传热实验时，装置的调整和控制是保证实验结果准确可靠的重要环节。

通过保证装置的密封性和流动性，可以确保实验环境的稳定性。

在控制实验条件方面，需要注意温度、流速和压力等参数的控制。

此外，对实验数据的采集和处理也是不可忽视的。

对流传热系数的测定实验指导书

对流传热系数的测定实验指导书1 训练目的：1．1熟悉换热装置中的各种设备及名称、各类测量仪表及名称、控制阀门的作用、冷热流体进出口位置等。

1．2了解换热器的结构，掌握对装置的试压、试漏等操作技能。

1．3掌握传热系统的流程和开、停车步骤及常见事故的处理方法。

1．4学会对流传热系数的测定方法。

1．5测定空气在圆形直管内（或螺旋槽管内）的强制对流传热系数，并把数据整理成准数关系式。

1．6了解影响对流传热系数的因素和强化传热的途径。

2．实验内容：测定不同空气流量下空气和水蒸汽在套管换热器中的进出口温度，求得空气在管内的对流传热系数。

3 基本原理3．1准数关系式对流传热系数是研究传过程及换热性能的一个很重要的参数。

在工业生产和科学研究中经常采用间壁式换热装置来达到物料的冷却和加热目的，这种传热过程是冷热流体通过固体壁面（传热元件）进行的热量交换，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流传热所组成。

由单位传热速率议程式知，单位时间、单位传热面积所传递的热量为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定律表示q=a h·（T－T wl）或q=a·（t w2－t）式中q—传热量，W/℃；a—给热系数，W/㎡；T—热流体温度，℃；t—冷液体温度，℃；T w1、t w2—热冷液体的壁温，℃；下标：c—冷侧面h—热侧由于对流传热过程十分复杂，影响因素极多，目前尚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各种因素下对流传热系数的定量关系。

为了减少实验工作量，采用因次分析法将有关的影响因素无因次化处理后组成若干个无因次数群，从而获得描述对流传热过程的无因次方块字程。

在此基础上组织实验，并经过数据处理得到相应的关系式，如流体在圆形（光滑）直管中做强制对流传热时传热系数的变化规律可用如下准数关联式表示N u=CR e m P r n=ad/λR e=duρ/µ=dw/AμNμ—努塞尔特准数；Re—雷诺准数；P r—普兰特准数；w—空气的质量流量，㎏/s；d—热管内径，m；A—换热管截面积，㎡；μ—定性温度下空气的粘度，P a·S；λ—定性温度下空气的导热系数，W/（m·℃）；a—对流传热系数，W/（㎡·℃）；当流体被加热时，n=0.4；被冷却时，n=0.3。

实验报告二：对流传热系数及准数关联式常数的测定

对流传热系数及准数关联式常数的测定实验报告1.前言研究说明，参加到换热器换热管中的扰流子添加物可以使换热管内流动的液体产生明显的螺旋运动。

换句话说，在换热器换热管中参加扰流子添加物，就相当于在换热器换热管中参加空隙率ε≥95%的多孔体，当换热器换热管中流动的液体流经这些扰流子添加物以后，流道内将产生明显的弥散流动效应，在低雷诺数下〔Re≥300〕，由于弥散流动的促进，使换热器换热管中的液体转变为湍流。

湍流状态的流动液体其总热阻是所有流态液体中最小的，由于换热器换热管中湍流状态的流动液体热阻非常小，所以，换热器的传热系数〔K〕值将大大增加。

在高的传热系数〔K〕值状态下，换热器中扰流子强化传热的效果就会非常明显。

当然换热器中的扰流子对流经换热管的不同介质，其强化传热的效果是有区别的。

并且，换热管内扰流元件的形状和在传热面上的安装方法，对传热和流阻都有影响，一般可通过实验确定其最正确形式。

例如试验说明：在管道的全长填满螺旋形金属丝与连续设置螺旋圈相比，后者在传热性能不变时可减小流阻。

关于扰流子强化传热的原理，还有许多其它见解，有的专家认为扰流子强化传热是基于加大了传热面积和粗糙度，这无疑是正确的。

但试验说明，即使不紧贴壁面安装，则轴向固定在流道中心的扰流子也能使α值加大，有人解释为填充物能产生持续不断的涡流，并沿流向产生一个中心旋转流，在离心力的影响下使管中心的流体与壁面边界层流体充分混合。

从而减薄了边界层，强化了传热。

总的看，有关扰流子强化传热的理论还不完备和一致，一些数据仅来自实验，有待于更多的科研人员开发和利用。

在换热器换热管中加扰流子添加物，最明显的特点就是大大增强了换热管内侧的换热系数。

试验说明，在换热器换热管中加扰流子添加物，换热管内侧换热系数可比光管提高3.5倍以上。

扰流子强化传热除了减少金属消耗，它还可以提高工厂热能利用效率，降低能耗。

目前，一些设计追求高热强度，而管壳式换热器由于传热效率低，设计中采用的主要手段是选择提高对数平均温差，这要导致能耗的大幅度增加。