实验4传热(空气—蒸汽)综述资料
空气-水蒸气对流给热系数测定实验报告
一．实验课程名称 化工原理二．实验项目名称 空气－蒸汽对流给热系数测定 三、实验目的和要求1、了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。
2、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。
3、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。
四．实验内容和原理实验内容：测定不同空气流量下进出口端的相关温度，计算α，关联出相关系数。
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。
达到传热稳定时，有()()()()m m W M Wp p t KA t t A T T A t t c m T T c m Q ∆=-=-=-=-=221112222111αα （4－1）热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算， ()()()22112211ln W W W W m W T T T T T T T T T T -----=- （4－2）式中：T W 1 －热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃；T W 2 －热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。
固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（4—3）计算，()()()22112211ln t t tt t t t t t t W W W W m W-----=- （4－3）式中：t W 1 － 冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，℃；t W 2 － 冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，℃。
热、冷流体间的对数平均温差可由式（4—4）计算，()()12211221m t T t T ln t T t T t -----=∆ （4－4）当在套管式间壁换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以冷空气或水进行对流传热系数测定实验时，则由式（4－1）得内管内壁面与冷空气或水的对流传热系数，()()MW p t t A t t c m --=212222α （4－5）实验中测定紫铜管的壁温t w1、t w2；冷空气或水的进出口温度t 1、t 2；实验用紫铜管的长度l 、内径d 2，l d A 22π=；和冷流体的质量流量，即可计算α2。
实验4传热(空气—蒸汽)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。
气气传热实验报告
气体传热实验报告引言传热是热力学中一个重要的研究领域，也是工程学和科学研究中的关键问题之一。
气体传热作为传热过程的一种特殊形式，在工程实践中具有广泛的应用。
本实验旨在通过测量气体传热的实验数据，探究气体传热的基本规律。
实验目的1.了解气体传热的基本原理；2.掌握测量气体传热的实验方法；3.分析实验数据，验证气体传热的数学模型。
实验器材1.恒温水槽：用于提供稳定的温度环境；2.水槽加热器：用于调节水槽的温度；3.热敏电阻温度传感器：用于测量气体温度；4.压力传感器：用于测量气体压力；5.数据采集系统：用于记录和存储实验数据。
实验步骤1.打开水槽加热器，将恒温水槽的温度设定为所需温度；2.将气体样品注入实验装置中，并将实验装置与数据采集系统连接；3.等待实验装置与恒温水槽达到热平衡状态；4.启动数据采集系统，开始记录实验数据；5.在恒温水槽中连续测量一段时间的气体温度和压力数据；6.关闭数据采集系统，停止记录实验数据；7.分析实验数据，绘制气体温度和压力随时间变化的曲线；8.根据实验数据，计算气体的传热速率和传热系数；9.将实验结果与理论模型进行比较和分析。
实验结果与讨论根据实验数据绘制的气体温度和压力随时间变化的曲线如下图所示：// 这里插入绘制的曲线图从实验数据可以看出，气体的温度随时间呈现逐渐升高的趋势，而压力则逐渐降低。
这说明在实验过程中，气体通过传热过程将热量从高温区域传递到低温区域。
根据实验数据的分析，我们计算得到了气体的传热速率和传热系数，具体数值如下：传热速率：XXX 传热系数：XXX与理论模型进行比较发现，实验结果与理论模型吻合较好，证明了气体传热的数学模型的有效性。
实验结论通过本实验，我们对气体传热的基本原理和实验方法有了更深入的了解。
实验结果验证了气体传热的数学模型的有效性，并为进一步研究和应用气体传热提供了参考依据。
参考文献[1] 作者1, “文章标题1”, 期刊名称, 卷号(期号), 页码, 年份. [2] 作者2, “文章标题2”, 会议名称, 页码, 年份.。
空气-水蒸气对流给热系数测定实验报告
一．实验课程名称 化工原理二．实验项目名称 空气－蒸汽对流给热系数测定 三、实验目的和要求1、了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。
2、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。
3、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。
四．实验内容和原理实验内容：测定不同空气流量下进出口端的相关温度，计算α，关联出相关系数。
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。
达到传热稳定时，有()()()()m m W M W p p t KA t t A T T A t t c m T T c m Q ∆=-=-=-=-=221112222111αα （4－1）热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算，()()()22112211ln W W W W m W T T T T T T T T T T -----=- （4－2）式中：T W 1 －热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃；T W 2 －热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。
固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（4—3）计算，()()()22112211ln t t tt t t t t t t W W W W m W-----=- （4－3）δ TT W t Wt图4－1间壁式传热过程示意图式中：t W 1 － 冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，℃；t W 2 － 冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，℃。
热、冷流体间的对数平均温差可由式（4—4）计算，()()12211221m t T t T lnt T t T t -----=∆ （4－4）当在套管式间壁换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以冷空气或水进行对流传热系数测定实验时，则由式（4－1）得内管内壁面与冷空气或水的对流传热系数，()()MW p t t A t t c m --=212222α （4－5）实验中测定紫铜管的壁温t w1、t w2；冷空气或水的进出口温度t 1、t 2；实验用紫铜管的长度l 、内径d 2，l d A 22π=；和冷流体的质量流量，即可计算α2。
化工原理实验(四)空气-蒸汽对流给热系数测定
化工原理实验（四）空气－蒸汽对流给热系数测定一、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、 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。
3、 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。
达到传热稳定时，有()()()()mm W M W p p t KA t t A T T A t t c m T T c m Q ∆=-=-=-=-=221112222111αα （4－1）Tt图4－1间壁式传热过程示意图式中：Q － 传热量，J / s ；m 1 － 热流体的质量流率，kg / s ； c p 1 － 热流体的比热，J / (kg ∙℃)； T 1 － 热流体的进口温度，℃； T 2 － 热流体的出口温度，℃； m 2 － 冷流体的质量流率，kg / s ； c p 2 － 冷流体的比热，J / (kg ∙℃)； t 1 － 冷流体的进口温度，℃； t 2 － 冷流体的出口温度，℃；α1 － 热流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m 2 ∙℃)；A 1 － 热流体侧的对流传热面积，m 2；()m W T T -－ 热流体与固体壁面的对数平均温差，℃；α2 － 冷流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m 2 ∙℃)；A 2 － 冷流体侧的对流传热面积，m 2；()m W t t - － 固体壁面与冷流体的对数平均温差，℃；K － 以传热面积A 为基准的总给热系数，W / (m 2 ∙℃)； m t ∆－ 冷热流体的对数平均温差，℃；热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算，()()()22112211ln W W W W m W T T T T T T T T T T -----=- （4－2）式中：T W 1 － 热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃；T W 2 － 热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。
空气—蒸汽对流给热系数测定实验工作报告及数据、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=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。
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。
最新空气-蒸汽传热系数测定实验_实验报告
最新空气-蒸汽传热系数测定实验_实验报告实验目的：1. 掌握空气-蒸汽传热系数的测定方法。
2. 理解传热系数在热交换过程中的作用和意义。
3. 学习并应用相关的传热理论和实验技术。
实验原理：本实验采用稳态法，通过测定空气和蒸汽在一定条件下的传热情况，来确定空气-蒸汽的传热系数。
实验中，蒸汽在管内冷凝，空气在管外流动，通过测量管壁的温度差和空气、蒸汽的流量、温差，利用热阻网络分析法计算传热系数。
实验设备：1. 空气-蒸汽传热系数测定装置。
2. 温度传感器和数据采集系统。
3. 流量计。
4. 蒸汽发生器。
5. 冷凝水收集器。
6. 计时器。
实验步骤：1. 启动蒸汽发生器，预热系统至稳定状态。
2. 调节空气流量，使其达到预定值。
3. 打开冷凝水收集器，确保冷凝水顺利排出。
4. 记录蒸汽和空气的进出口温度，以及环境温度。
5. 每隔一定时间（如5分钟）记录一次温度数据，至少进行三次测量。
6. 根据温度数据计算传热系数。
7. 改变空气流量，重复步骤2-6，获取不同流量下的数据。
8. 使用热阻网络分析法，结合实验数据，计算不同工况下的空气-蒸汽传热系数。
数据处理与分析：1. 利用测得的温度差和已知的物性参数，计算热传递的总热阻。
2. 通过热阻网络分析，分离出空气边界层热阻和管壁热阻。
3. 根据牛顿冷却定律，计算空气-蒸汽的传热系数。
4. 绘制传热系数与空气流速的关系图。
5. 分析不同流速对传热系数的影响，并与理论值进行比较。
实验结果：1. 列出不同空气流速下的传热系数测定值。
2. 展示传热系数随空气流速变化的趋势图。
3. 通过对比分析，验证实验结果的准确性和可靠性。
结论：本实验通过测定不同空气流速下的空气-蒸汽传热系数，验证了传热系数与流体流速之间的关系。
实验结果表明，随着空气流速的增加，传热系数有所提高，这与预期的传热强化现象一致。
实验数据与理论预测相吻合，证明了实验方法的有效性和准确性。
通过本次实验，加深了对传热原理的理解，并提高了实验操作技能。
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
蒸汽空气对流传热传热系数的测定（可编辑）
蒸汽空气对流传热传热系数的测定实验三蒸汽—空气对流传热传热系数的测定实验目的 1.测定套管式换热器的总传热系数 K； 2.测定圆形直管内传热膜系数α，并学会用实验方法将流体在管内对流及强制对流时的实验数据整理成包括传热膜系数α的准数方程式； 3.了解并掌握热电偶和电位差计的使用及其温度测量。
实验原理由量纲分析法可知，空气在园形直管中强制对流被加热时的传热膜系数符合下列关联式：式中 A 与 n 为待定系数与指数.本实验通过调节空气的流量，测得对应的传热膜系数，然后，将实验数据整理为 Re 与 Nu 等特征数，再将所得的一系列Nu~Re 数据，通过双对数坐标作图或回归分析法求Pr0.4.得待定系数 A 和指数n，进而得到传热膜系数α与 Re 的经验公式。
测定传热膜系数实验装置实验步骤 1．实验前的准备，检查工作。
1 向电加热釜加水至液位计上端红线处。
2 检查空气流量旁路调节阀是否全开。
3 检查蒸气管支路各控制阀是否已打开，保证蒸汽和空气管线的畅通。
4 电源是否完好。
2．实验开始―人工实验操作。
1 合上电源总开关。
2 打开加热电源开关,设定加热电压不得大于200V ,直至有水蒸气冒出,在整个实验过程中始终保持换热器出口处有水蒸气。
3 启动风机并用放空阀来调节流量。
在一定的流量下稳定 5～10 分钟后分别测量空气的流量、空气进出口的温度。
温度由显示仪显示，切换开关：1-光滑管空气入口温度；2-光滑管空气出口温度；3-粗糙管空气入口温度；4-粗糙管空气出口温度；5-加热器内温度。
换热器内管壁面的温度由双路显示仪（上面光滑管壁面热电势；下面粗糙管壁面热电势）测得。
然后改变流量，稳定后分别测量空气的流量、进出口的温度及壁面温度，再继续实验。
4 实验结束后，依次关闭加热电源、风机和总电源。
注意事项 1 实验前将加热器内的水加到指定的位置，防止电热器干烧损坏电器。
2 计算机数据采集和过程控制实验时，应严格按照计算机使用规程操作计算机，采集数据和控制实验时要注意观察实验现象。
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： 2017.05.26 交报告日期： 2017.06.02掌握对流传热系数应用线性回归分析方法，确定关联式中常数，对流传热系数在该实验中，空气走内管，蒸汽走外管。
对流传热系数式中，为管内流体对流传热系数，；为管内传热速率，；管内换热面积，为内壁面与流体间的温差，由右式确定：式中，分别为冷流体的入口、出口温度，为壁面平均温度，温度近似相等，用管内换热面积：式中，为内管管内径，；为传热管测量段的实际长度，由热量衡算式：其中质量流量由右式求得：式中，为冷流体在套管内的平均体积流量，；为冷流体的定压比热，；冷流体的密度，。
可根据定性温度查得，为冷流体进出口平均温度。
可采流体在管内做强制湍流，被加热状态，准数关联式的形式为：其中，，物性数据可根据定性温度查得。
经计算可知，对于管内被加热的空气，普兰特常数与，然后用线性回归方法确定的值。
科学家通过实验研究总结了形式为的形式是：是强化管的努塞尔准数，；为孔板两端压差，为空气入口温度（及流量计（2）温度的测量传热管内径孔板压差空气入口温度壁面温度管内平均温度空气进出口温差平均温差℃时空气流量平均流速传热量孔板流量计压差、空气入口温度已知数据及有关常数及流通截面积及传热面积管内换热面积：先算出空气的定性温度在此温度下空气的物性数据如下：；；；和平均流速℃，需进行校正，传热管内的体积流量平均流速（5）壁面和冷热流体间的平均温度差的计算:）传热速率）管内传热系数）传热准数：雷诺准数：普兰特常数：纵坐标，为横坐标，在对数坐标系上标绘由图得线性回归方程如下：传热管内径孔板压差空气入口温度壁面温度管内平均温度空气进出口温差平均温差℃时空气流量平均流速传热量步，并将数据结果填到表）求强化套管换热器关联式纵坐标，为横坐标，在对数坐标系上标绘关系，见图）强化比将强化套管换热器求得的数代入光滑套管换热器所得的准数关联式中，可以得到组数据：（三）绘图纵坐标，为横坐标，在对数坐标系上标绘种换热器本身来说，改变孔板温差，对流传热系数由此可知，影响对流传热系数②光滑管和强化管换热器的准数关联式中常数。
传热综合实验
气---汽对流传热综合实验班级：化学工程与工艺姓名：韩兴云学号：033112037 组别：甲4一、实验目的：1、测定光滑圆形直管管外蒸气冷凝，管内为空气强制对流时的传热系数——K值；2、学会用实验方法，讲所测实验数据整理成准数方程式3、了解并掌握热电偶和电位差计的使用，及其温度测量。
二、基本原理概述1、测定传热系数K。
根据传热速率方程式得：其中：传热速率Q，既可以用热流体得放热速率计算，也可以用冷流体的吸收速率计算。
传热推动力Δtm可用对数平均温度差计算。
逆流时，S＝лdl2、测定给热系数α在蒸汽－空气换热系统，若忽略管壁与污垢的热阻，则总传热系数与分传热系数的关系为：由于蒸汽冷凝给热系数远大于管壁对空气的给热系数，所以α1＝K3、求与Re的定量关系式。
由因次分析法可知，流体在圆形管中呈强制湍流时的给热系数，符合下列准数关联式：本实验就是通过调节空气的流量，测得对应的给热系数，然后将流量整理为Re，将给热系数整理为Nu。
再将所得的一系列Nu－Re数据，通过图解法或者回归分析法，求得待定系数A、n。
进而得到给热系数α与Re的经验公式。
三、装置与流程：来自鼓风机的空气通过调节阀1转子流量计2和换热管3，经换热后排空。
热量由缠绕在换热管表面的电热丝4供给；空气流量由转子流量计2测定；进、出口空气温度由温度计读取，其进口压强由U形管液柱压差计显示；壁温由热电偶测量。
四、实验数据及处理：表一普通套管换热器原始数据表二强化套管换热器原始数据表三普通套管换热器实验数据处理表t2 /℃67.1 66.4 65.7 65.7 66.5 67.8 68.2t /℃48.8 49.6 49.6 50.4 52 54.3 54.9ρ/(kg/m3) 1.097 1.094 1.094 1.092 1.086 1.079 1.077 Cp/(J/kg·k)1005λ/(w/m·k)0.02816 0.02821 0.02821 0.02827 0.02838 0.02854 0.02858 μ/(Pa·s)19.5 19.6 19.6 19.6 19.7 19.8 19.8Pr0.4 0.866Vt0/(m3/h) 15.57 23.62 29.64 34.49 38.42 42.11 42.99 V/(m3/h) 16.51 24.92 31.2 36.21 40.23 43.94 44.81 Tw/℃109.2 109.5 109.5 109.5 109.5 109.5 109.5 Δtm/℃60.4 59.9 59.9 59.1 57.5 55.2 54.6Q/w 185.6 255.7 306.8 338.9 354.9 358.7 358.4 α/(w/m2·℃)48.9 67.9 81.5 91.3 98.2 103.4 104.5 Nu 34.7 48.1 57.8 64.6 69.2 72.5 73.1u/(m/s) 14.6 22.03 27.58 32.01 35.57 38.85 39.62 Re 16426.9 24592.7 30788.3 35668.3 39217.3 42342.6 43101.8 lnNu 3.55 3.87 4.06 4.17 4.24 4.28 4.29 lnRe 9.71 10.11 10.33 10.48 10.58 10.65 10.67由Nu=ARemPr0.4 , 可得lnNu=lnA+mlnRe+0.4lnPr所以以lnNu——lnRe作图，可得一直线，直线的斜率是m,截距是lnA+0.4lnPr作图，可得m=0.78，lnA+0.4lnPr=-3.9922，所以A=0.0195即Nu=0.0195Re0.78Pr0.4表四强化套管换热器实验数据处理表Nu 103.7 98.7 91.1 81.5 70.5 51.7u/(m/s) 35.89 32.96 29.12 25.06 20.55 13.77 Re 37854.1 35102.4 31402.8 27262.2 22397.4 15007.9 lnNu 4.64 4.59 4.51 4.40 4.25 3.95 lnRe 10.54 10.47 10.35 10.21 10.02 9.62由Nu=BRem, 可得lnNu=lnB+mlnRe所以以lnNu——lnRe作图，可得一直线，直线的斜率是m,截距是lnB.作图得，m=0.75 , lnB=-3.30677所以B=0.0366即 Nu=0.0366Re0.75强化比的计算：同一流量下，强化管的努塞尔准数Nu与普通管的努塞尔准数Nuo之比，即Nu/Nuo.当流量等于40.60m3/h时，Nu=103.7, 当流量等于40.23m3/h时, Nuo=69.2.所以强化比=103.7/69.2=1.50实验数据处理过程：以普通管第一组数据为例孔板流量计压差ΔP=0.60kPa,进口温度t1=30.4℃，出口温度t2=67.1℃，壁面温度热电势4.59mV.已知数据及有关常数：(1)传热管内径di及流通段面积Fdi=20.0mm=0.0200mF=л(di2)/4=3.142*0.02002 /4=0.0003142m2(2)传热管有效长度L及传热面积Si L=1.00mSi=лLdi=3.142*1.00*0.0200=0.06284m2(3) t1为孔板处空气的温度，为由此值查得空气的平均密度ρ当t1=30.4℃时，ρ= kg/m3(4)传热管，测量段上空气平均物性常数的确定先算出测量段上空气的定性温度t /℃t= （t1 +t2）/2=(30.4+67.1)/2=48.8 ℃查得：测量段上空气的平均密度ρ=1.097 （kg/m3）测量段上空气的平均比热Cp=1005(J/kg·k)测量段上空气的平均导热系数λ=0.02816 (w/m·k)测量段上空气的平均黏度μ=19.5 (μPa·s)测量段上空气的平均普朗特准数的0.4 次方为：Pr0.4=0.866（5）空气流过测量段上平均体积V(m3/h)的计算：Vto=20.243*(ΔP)0.5139=15.57(m3/h)V=Vto*(273+t)/(273+ t1)=16.51(m3/h)(6) 冷热流体间的平均温度差Δtm/℃的计算：Tw=1.2705+23.518*4.59=109.2℃Δtm= Tw-t=109.2-48.8=60.4℃(7) 其余计算传热速率Q=V*ρ*Cpi*Δt/3600=15.57*1.097*1005*(67.1-30.4)/3600=185.6 wα=Q/(Δtm Si)=185.6/(60.4*0.06284)=48.9 (w/m2·℃)传热准数N u=α*di/λ=48.9*0.0200/0.0283=34.7测量段上空气的平均流速u=V/(F*3600)=16.51/(0.0003142*3600)=14.60(m/s)雷诺准数Re=di*u*ρ/μ=0.0200*14.60*1.097/0.0000195=16426.9(8)作图，回归得到准数关联式Nu=ARemPr0.4中的系数绘制两个实验的Nu—Re的关系图：。
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(空气-蒸汽)实验
传热(空气-蒸汽)实验1.实验目的掌握传热的基本原理和方式，研究空气与蒸汽之间的传热规律，分析影响传热的因素。
2.实验原理传热是指物体内部或不同物体之间的热量传递过程。
常见的传热方式有导热、对流和辐射。
在传热过程中，温度高的物体向温度低的物体传热，使两者的温度趋于平衡。
导热是指热量通过物体内部的导热传递，在固体中传热的方式以固态分子的振动导致能量的传递为主要方式，液体和气体中则以分子的移动方式为主导；对流是指热量通过流体的对流传递，热空气的密度小比冷空气的密度大，当热空气与冷空气接触时，热空气就会上升，冷空气就会下降，从而形成空气的对流；辐射是指由热源发出的电磁波辐射到周围物体上，使其受热。
本实验中，我们将研究空气和蒸汽之间的传热规律，主要通过研究空气和蒸汽之间的对流传热。
我们将通过不同的实验条件，比较传热率的不同来确定影响空气和蒸汽之间传热的因素。
3.实验器材实验装置、温度计、液氮、氢氧化钠(NaOH)。
4.实验操作1)将实验装置如图所示安装好，将液氮加入液氮箱中，使其达到-196℃，并将NaOH溶解于水中，调制成1mol/L的溶液；2)在实验装置的空气侧和蒸汽侧放置两个温度计，分别记录两侧的温度变化；3)依次开启空气侧和蒸汽侧的水龙头，控制两侧温度差不超过20℃；4)分别调节两侧的水流量来控制传热速度，记录传热速度和温度变化。
5.实验结果在实验过程中，我们通过调节不同的实验条件来研究了空气和蒸汽之间的传热规律。
我们发现，当空气和蒸汽之间温度差越大，传热速度就越快；当水流量加大时，传热速度也会加快；但当空气侧水流量较小时，传热速度变化不明显。
6.实验结论通过本次实验，我们得出了以下结论：1)在空气和蒸汽之间的传热过程中，主要是通过对流传热来完成的；2)空气和蒸汽之间的传热速率与温度差以及水流量密切相关；3)传热速率与空气侧的水流量之间并没有线性关系。
7.实验评价本实验操作简单，可以有效地掌握物体之间传热的基本原理和方式，并可以针对具体的实验条件来研究不同条件下的传热规律，提高了我们的实验技能和分析能力。
空气—蒸汽对流给热系数测定实验报告及数据、答案.doc
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=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。
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） 1.3010测量段长度l（m） 1.10 1010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；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10 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；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。
实验4传热
实验：裸管和绝热管传热实验一、目的要求1、 加深对传热过程基本原理的理解。
2、 学会给热系数，导热系数，总传热速率的测定方法。
3、 学会不同传热过程的数据处理方法。
二、实验原理 1、裸蒸汽管如图1所示，当蒸汽管外壁温度T W 高于周围空间温度T ɑ 时，管外壁将以对流和辐射两种方法向周围空间传递热量。
裸蒸汽管向周围无限空间散热时的总给热速率方程可简化表达为 Φ=αA W (T W - T ɑ) (1) 式中α称为壁面向周围无限空间散热时的总给热系数，W ⋅m -2⋅K -1。
它表征在定常给热过程中，当推动力T W - T ɑ=1K 时，单位壁面积上给热速率的大小。
α值可根据（1）式直接由实验测定。
由自然对流给热实验数据整理得出的各种准数关联式，文献中已有不少记载。
常用的关联式为Nu=C(Pr·Gr)n (2) 该式采用T m =(T W +T α)/2为定性温度，管外径为定性尺寸，式中：努塞尔准数 λαdN u =普兰特准数 λμp r C p =格拉斯霍夫准数 223)(μβρa W r T T g d G -=上列各准数中λ、ρ、µ、C p 、和β分别为在定性温度下的空气导热系数、密度、粘度、定压比热容和体积膨胀系数。
对于竖直圆管，（2）式中的C 和n 值： 当Pr·Gr=1×10-3---5×102时,C=1.18,n=1/8； 当Pr·Gr=5×102---2×107时,C=0.54,n=1/4；图 1 裸蒸汽管外壁向空间给热时的温度分布当Pr·Gr=2×107---1×1023时,C=0.135,n=1/3.2、固体材料保温管如图2所示，固体绝热材料圆筒壁的内径为d ，外径为d ¹，测试段长度为L ，内壁温度为T W ，外壁温度为T¹W ，则根据导热基本定律得出：在定常状态下，单位时间内通过绝热材料层的热量，即蒸汽管加以固体材料保温后的热损失速率dd T T L WW ''ln 2-=Φλπ (3) 式中d 、d ¹ 和L 均为实验设备的基本参数，只要实验测得 T W 、T ¹W 和Φ值，即可按上式得出固体绝热材料导热系数的实验测定值，即dd T T L W W ''ln )(2-Φ=πλ (4)3、空气夹层保温管在工业和实验设备上，除了采用绝热材料进行保温外，也常采用空气夹层或真空夹层进行保温。
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之迟辟智美创作一、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 Pr 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.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，由支路控制阀选择分歧的支路进入换热器.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，到达逆流换热的效果.饱和蒸汽由配套的电加热蒸汽发生器发生.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外径d o（mm）实验外管内径D i（mm）50 实验外管外径D o（mm）总管长（紫铜内管）L（m）丈量段长度l（m）蒸汽温度图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；三、实验内容1、光滑管①测定6～8个分歧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.孔板流量计丈量空气流量空气压力蒸汽压力空气入口温度空气出口温度2、波纹管①测定6～8个分歧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=BRe m 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，根据因次分析获得的对流传热的准数关联为：Nu=CRe m Pr n Gr l （1）式中C 、m 、n 、l 为待定参数.介入传热的流体、流态及温度等分歧，待定参数分歧.目前，只能通过实验来确定特定范围的参数.本实验是测定空气在圆管内作强制对流时的对流传热系数.因此，可以忽略自然对流对传热膜系数的影响，则Gr 为常数.在温度变动不太年夜的情况下，Pr 可视为常数.所以，准数关联式（1）可写成Nu ＝CRe m （2）Re4du V d ρρπμμ==其中： , 500.02826W/(m.K)d Nu αλλ==℃时，空气的导热系数待定参数C 和m 可通过实验测定蒸汽、空气的有关数据后，对式（2）取对数，回归求得直线斜率和截距.2．传热量计算努塞尔数Nu 或α1无法直接用实验测定，只能测定相关的参数并通过计算求得.当通过套管环隙的饱和蒸汽与冷凝壁面接触后，蒸汽将放出冷凝潜热，冷凝成水，热量通过间壁传递给套管内的空气，使空气的温度升高，空气从管的末端排出管外，传递的热量由（3）式计算.Q ＝W e c pc （t 2－t 1）= V ρ1c pc （t 2－t 1） （3） 根据热传递速率Q ＝KS Δt m （4） 所以 KS Δt m =V ρ1c pc （t 2－t 1） （5）式中：Q ——换热器的热负荷（即传热速率），kJ ／s ； We ——冷流体的质量流量，kg ／s ；V ——冷流体（空气）的体积流量，m 3/s ； ρ1一冷流体（空气）的密度，kg ／m 3；K ——换热器总传热系数，W/（m 2·℃）；C pc 一一冷流体（空气）的平均比定压热容，kJ/（kg ·K ）；S ——传热面积，m 2；Remc dαλ=因此：Δt m ——蒸汽与空气的对数平均温度差，℃.空气的流量及两种流体的温度等可以通过各种丈量仪表测得.综合上面各式即可算出传热总系数K. 3．传热膜系数的计算当传热面为平壁或者当管壁很薄时，总的传热阻力和传热分阻力的关系可暗示为：式中：αl ——空气在圆管中强制对流的传热膜系数，W ／（m 2·℃）；α2——蒸汽冷凝时的传热膜系数，W ／（m 2·℃）.当管壁热阻可以忽略（内管为黄铜管而且壁厚b 较薄，黄铜导热系数λ比力年夜）时，1211111K ααα≈+≈（7） 蒸汽冷凝传热膜系数远远年夜于空气传热膜系数，则K ≈α1.因此，只要在实验中测得冷、热流体的温度及空气的体积流量，即可通过热衡算求出套管换热器的总传热系数K 值，由此求无暇气传热膜系数α1. 4．努塞尔数和雷诺数的计算式中：λ——空气导热系数，W ／（m ·℃）； μ一空气的粘度，Pa ·s ；d ——套管换热器的内管平均直径，m ； ρ1——进口温度t 1时的空气密度，kg ／m 3.由于热阻主要集中在空气一侧，本实验的传热面积S 取管子的内概况较为合理，即 S ＝πdl本装置d=0．0178 m ，l=1．327m. 5．空气流量和密度的计算空气密度ρ1可按理想气体计算： 式中：p a ——本地年夜气压，Pa ；t ——孔板流量计前空气温度，℃，可取t=t 1；空气的流量由 1／4喷嘴流量计丈量，合并常数后，空气的体积流量可由（11）式计算11ρRC V =（11）式中：C 0——合并整理的流量系数，其值为C 0=0．001233；R ——喷嘴流量计的压差计示值，mmH 2O. V 1——空气的体积流量，m 3／s. 五、实验把持 1．实验前的准备（1）向电加热釜加水至液位计上端红线处. （2）检查空气流量旁路调节阀是否全开.（3）检查普通管支路各控制阀是否已翻开，保证蒸汽和12731.29(10)101330273pP tρ=⨯+空气管路的疏通.（4）接通电源总闸，设定加热电压，启动电热锅炉开关，开始加热.2．实验开始（1）当蒸汽压力稳定后，启动旋涡气泵并运行一段时间，保证实验开始时空气入口温度t（℃）稳定.1（2）调节空气流量旁路阀的开度或主阀开度，使孔板流量计的压差计读数为所需的空气流量值.（3）稳定5－8分钟左右读取压差计读数，读取空气入口、出口的温度值t、2t（温度丈量可采纳热电偶或温度1计）、空气压力值p1、空气入、出口之间压力差p2、蒸汽温度值t3及压力值p3,孔板流量计读数p4.（4）调节空气流量，重复（3）与（4）共测6－10组数据（注意：在空气入、出口之间压力差p2最年夜值与最小值之间可分为6-10段）.（5）实验过程，要尽可能保证蒸汽温度或压力稳定，在蒸汽锅炉加热过程（蒸汽温度或压力变动较年夜）不要记录数据.3．实验结束（1）关闭加热器开关.（2）过5分钟后关闭鼓风机，并将旁路阀全开. （3）切断总电源.六、实验注意事项1、检查蒸汽加热釜中的水位是否在正常范围内.特别是每个实验结束后，进行下一实验之前，如果发现水位过低，应及时补给水量.2、必需保证蒸汽上升管线的疏通.在转换支路时，应先开启需要的支路阀，再关闭另一侧，且开启和关闭控制阀必需缓慢，防止管线截断或蒸汽压力过年夜突然喷出.3、必需保证空气管线的疏通.即在接通风机电源之前，三个空气支路控制阀之一和旁路调节阀（见图1所示）必需全开.在转换支路时，应先关闭风机电源，然后开启和关闭控制阀.4、调节流量后，应至少稳定5～10分钟后读取实验数据.5、套管换热器中积累的热水要及时放失落，以免影响蒸汽传热.七、实验记录及数据处置误差分析：1.迪图斯-贝尔特公式有条件范围，而实验数据其实不是全在其适用范围内，用此公式算出的Nu’和α2’误差就可能较年夜.2.实验时，等候时间缺乏，招致数据未稳按时就记录了.冷流体给热系数的准数式：Nu/Pr=APr mln(Nu/Pr)=lnA+m ln(Re)lnA=-7.9273 ，A=0.0256另附上原始实验数据：4、对实验结果进行分析与讨论.从图像中线性回归方程的相关系数来看，实验数据结果不是很准确，特别是螺纹管.发生误差的来源很多，读数不稳定、换热器保温效果差、换热器使用久了，污垢较厚，热流量值下降等都使结果有一定的偏差.而且在处置数据时，采纳很多近似处置，而实际实验时很多的条件其实不稳定.在实验过程中采纳改变空气流量来调节，可是在改变空气流量的同时，其他的数据也会改变，比如说空气出口温度，而且在改变的过程中，要经过一段时间空气出口温度才会稳定，而我们测定的温度一定要是这个稳定的温度，所以在测定中没有经过足够长的时间招致测定的温度不是稳定的温度，所以实验时要注意等候五到十分钟待数据比力稳按时，这样实验结果就比力准确.八、思考题（1）影响传热膜系数的因素有哪些？答：膜的厚度，液体的物性，以及压力温度.还有资料的分子结构及其化学成分、资料重度、资料湿度状况和温度状况.（2）在蒸气冷凝时，若存在不凝性气体，你认为将会有什么影响？应该采用什么办法？答：对调热系数影响很年夜，一般想法子除去，比如溴化锂吸收式制冷机均陪伴真空泵，其作用就是及时排除系统内的不凝性气体.1）会由于空气中含有水分造成冰堵.冰堵不单使制冷效率下降.而且会招致系统停机.压力不竭降低，还会损坏压缩机.2）空气混入压缩腔，由于空气中含有不凝性气体，如氮气.这些不凝性气体会减少制冷剂的循环量，使制冷量降低.3）而且不凝性气体会滞留在冷凝器的上部管路内，致使实际冷凝面积减小，冷凝负荷增年夜，冷凝压力升高，从而制冷量会降低.（3）蒸气冷凝后，将发生冷凝水，如冷凝水不能放出，累积后淹埋加热铜管，你认为将会有什么影响？应该采用什么办法？答:1）会由于空气中含有水分造成冰堵.冰堵不单使制冷效率下降.而且会招致系统停机.压力不竭降低，还会损坏压缩机.2）空气混入压缩腔，由于空气中含有不凝性气体，如氮气.这些不凝性气体会减少制冷剂的循环量，使制冷量降低.3）而且不凝性气体会滞留在冷凝器的上部管路内，致使实际冷凝面积减小，冷凝负荷增年夜，冷凝压力升高，从而制冷量会降低.（4）本实验中所测定的壁面温度是靠近蒸气侧的温度，还是接近空气侧的温度？为什么？答：壁面温度是靠近蒸汽温度.应为壁面温度接近于对流传热系数年夜的一侧的温度，而在实验过程中是以1211111K ααα≈+≈，所以21αα〈，所以壁面温度接近于蒸汽温度. （5）在实验中有哪些因素影响实验的稳定性？答：空气和蒸汽的流向，冷凝水不及时排走，蒸汽冷凝过程中，存在不冷凝气体，对传热的有影响等.。
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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。
3.打开蒸汽发生器的开关：在蒸汽发生器的右侧。
鼠标左键单击开关，这时蒸汽发生器就通电开始加热，并向换热器的壳程中供汽
4.打开放气阀：排出残余的不凝气体，使在换热器壳程中的蒸汽流动通畅。
5.数据读取：
（1）流量计读数：在图中点击孔板流量计的压差计出现读数画面。
读取压差计读数。
经过换算可得空气的流量。
（2）读取温度：在换热管或者测温仪上点击会出现温度读数画面。
（3）读取各处温度数值。
其中温度节点1-9的温度为观察温度分布用，在数据处理中用不到。
蒸汽进出口及空气进出口的温度需要记录。
按自动记录可由计算机自动记录实验数据。
按退出按钮关闭温度读取画面。
6.改变空气流量调节阀开度，重复以上步骤，读取8~10组数据。
7.实验结束后，先停蒸汽发生器，再停空气。
五、实验数据与处理
六、注意事项
（1）学校的设备大都是需要用电为差计测量电流然后计算温度的，此套设备比较先进，采用了数字显示仪表直接显示温度。
（2）关于排放不凝气：如果不打开放气阀，理论上套管内的压力应该不断增大，最后爆炸，实际上由于套管的密封程度不是很好，会漏气，所以压力不会升高很多，基本可以忽略。
另外不凝气的影响在实际是实验中并不是很大，在仿真实验中为了说明做了夸大。
（3）蒸汽发生器：关于蒸汽发生器的控制和安全问题做了简化。
（4）传热实验有两个流程，另一个管内的介质为水，原理一样，只是流程稍有不同。
七、思考题
1.观察并比较三根传热管的传热速率，说明原因
答：保温管的传热速率为76.116W，裸管的传热速率为91.277W，汽-水套管的传热速率为2121.2W，因此传热速率：保温管<裸管<汽水套管。
保温管的传热速率慢，是因为其壁较厚，而且材料的导热系数小；裸管其次，是因为自然对流的条件下给热系数很小；而汽水套管的传热最快，是因其为强制对流，给热系数较大。
2.测定传热系数K时，按现实验流程，用管内冷凝液测定传热速率与用管外冷却水测定传热速率哪种方法更准确？为什么？如果改
变流程，使蒸汽走环隙，冷却水走管内，用哪种方法更准确？为什么？
答：使用管内冷凝液进行热量衡算更准确，因为它只与套管进行热量交换，而管外冷却水还与管外空气进行对流换热，得到的总传热系数偏大。
如果改变流程，冷却水走管内，则使用管内冷却水进行热量衡算更准确。
3. 汽包上装有不凝气排放口和冷凝液排放口，注意两口的安装位置特点并分析其作用。
答：不凝气排放口安装在汽包上方，而冷凝液排放口在汽包下方。
不凝气排放口是为了排出水蒸气中的不凝气，防止其积累或者进入换热管中，影响热量衡算的准确性。
冷凝液排放口也有相似作用，但位置不同。
4.若将汽-水套管的冷却水出口、入口调换，则调换前后Δtm值是否相同？
答：不同。
原实验装置是逆流，平均温差大，而调换后是并流，平均温差较小。
5.在间壁两侧流体的对流给热系数α相差较大时，壁温接近哪侧温度？
5.欲提高K值，应从哪侧入手？
答：壁温较接近α大的一侧流体的温度。
而当α相差较大时，K 更接近α较小的一侧，因此，欲提高K值，应从α较小的一侧入手，增加该侧的对流给热系数。