气—气传热综合实验操作讲义
气气传热实验报告
气气传热实验报告气气传热实验报告摘要：本实验旨在研究气体传热的规律和特性。
通过实验测量不同条件下气体传热的速率和效果，分析实验结果，探讨气体传热的机制和影响因素。
实验结果表明，气体传热受到温度差、气体类型和介质等因素的影响，可以通过调节这些因素来改变气体传热的速率和效果。
引言：气体传热是热力学和工程学中的重要研究内容，对于理解和应用热传导、对流传热和辐射传热等方面具有重要意义。
通过实验研究气体传热的规律和特性，可以为工程实践和能源利用提供理论依据和技术支持。
实验方法：本实验使用了传热实验装置，包括热源、传热介质和传热体。
首先，将传热介质充满传热装置，确保介质的稳定流动。
然后，通过调节热源的温度和传热体的表面积，控制传热的条件。
在不同的实验条件下，使用热电偶测量传热体的温度变化，并记录实验数据。
实验结果：根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 温度差对气体传热速率的影响：实验证明，温度差是影响气体传热速率的重要因素。
当温度差增大时，传热速率也随之增大。
这是因为温度差增大会增大热传导的驱动力，从而加快传热过程。
2. 气体类型对气体传热效果的影响：不同气体的传热特性存在差异。
实验结果表明，氢气和氧气的传热速率较快，而二氧化碳和氮气的传热速率较慢。
这是因为气体分子的质量和结构不同，导致其传热特性存在差异。
3. 介质对气体传热效果的影响：实验中使用了不同的传热介质，包括空气、水和油。
实验结果表明，不同介质对气体传热的影响不同。
水和油的传热效果较好，而空气的传热效果较差。
这是因为水和油的热导率较高，能够更好地传递热量。
讨论：通过对实验结果的分析和讨论，我们可以得出以下结论：1. 温度差是影响气体传热速率的重要因素。
在实际应用中，可以通过控制温度差来调节气体传热的速率和效果。
2. 气体类型对气体传热的影响较大。
在工程实践中，需要根据具体气体的传热特性选择合适的传热介质和传热方式。
3. 介质对气体传热的影响也很重要。
气—气传热综合实验操作讲义
气—气传热综合实验操作讲义气体传热是一个非常重要的物理现象，在工程和科学实验中都扮演着重要的角色。
下面是一个气体传热综合实验操作讲义，帮助你更好地理解气体传热的原理和方法。
实验目的：1.了解气体传热的基本原理；2.掌握气体传热的实验方法和操作技巧；3.分析气体传热实验数据，得出相关结论。
实验器材和材料：1.烧瓶；2.温度计；3.水；4.红墨水；5.塑料软管；6.热电偶；7.太阳光模拟器等。
实验步骤：1.实验前准备a.准备好所有的实验器材和材料；b.将烧瓶加满水，并将温度计插入烧瓶中；c.准备一定量的红墨水，并将红墨水注入烧瓶中；d.通过塑料软管连接烧瓶和热电偶；e.将热电偶的另一端连接到温度计；f.将热电偶的接线端接入数据采集系统中。
2.实验操作a.开启太阳光模拟器，模拟太阳光照射；b.观察烧瓶中的红墨水的颜色变化，并记录其温度变化；c.持续观察和记录一段时间，直到红墨水的温度不再变化为止。
3.实验数据分析a.将实验所得的温度变化数据整理成表格或图表；b.根据数据分析出气体传热过程中的变化规律；c.用适当的理论模型解释实验数据，并得出结论。
注意事项：1.在进行实验操作时，要注意安全，避免发生意外；2.实验过程中要仔细观察和记录数据，确保准确性和可靠性；3.在分析实验数据时，要结合相关理论知识进行推理和解释；4.完成实验后，要仔细清洗实验器材，保持实验环境的整洁。
实验原理及讲解：气体传热是指通过气体传递热能的过程。
气体传热可以通过传导、对流和辐射三种方式进行。
1.传导传热：当气体与固体接触时，会发生传导传热。
传导传热的基本原理是热量从高温区传递到低温区，通过直接接触的方式传导到气体中。
在实验中，通过将烧瓶中的水加热，水分子会受热扩散，与烧瓶的表面发生直接接触，从而导致烧瓶表面的红墨水温度上升。
2.对流传热：当气体通过流动状态传递热量时，会发生对流传热。
对流传热的基本原理是热量通过热量传递质点的对流运动进行传递。
气汽传热实验报告
气汽传热实验报告实验目的：研究气体与汽体达到热平衡时的传热现象。
实验原理：在气氛中，气体与汽体的传热过程通常是以对流传热为主要方式。
对流传热是通过流体的对流传递热量的过程，其传热速率与传导传热的速率相比较大。
在实验中，我们以空气为气体，水蒸气为汽体，通过一个实验装置将这两种介质进行传热。
实验装置包括一个加热器和一个冷却器，它们分别与制冷装置和加热装置相连。
当实验开始时，加热器中的水被加热转化为水蒸气，水蒸气进入冷却器后被冷却成为液态水。
实验装置中的流量计和温度计可以测量气体和汽体的流量和温度。
实验过程：1. 将实验装置连接好，确保每一处连接都密封可靠。
2. 打开制冷装置和加热装置，开始循环。
3. 记录下气体和汽体的流量和温度，根据实际需要调整加热和冷却的功率。
4. 每隔一段时间记录一次流量和温度，直到达到热平衡状态。
实验数据处理：根据实验记录的数据，我们可以计算出气体和汽体的传热速率。
传热速率可以用下面的公式来计算：q = m * Cp * (Tout - Tin)其中，q为传热速率，m为流量，Cp为比热容，Tout为出口温度，Tin为入口温度。
通过计算得到的传热速率数据可以绘制成传热速率随时间的曲线图。
根据曲线图的特点可以分析传热过程的规律。
实验结果和讨论：根据实验数据和曲线图可以看出，传热速率在开始时较大，随着时间的推移逐渐减小并趋于稳定。
这是因为在开始时，气体和汽体的温差较大，传热速率会比较快。
随着时间的推移，气体和汽体之间的温差减小，传热速率也会相应减小。
当气体和汽体达到热平衡时，传热速率将趋于一定的稳定值。
此外，传热速率还受到其他因素的影响，比如流体的流速、传热表面的面积和传热介质的性质等。
通过调整实验装置中的参数，我们可以研究这些因素对传热速率的影响。
实验结论：在气汽传热实验中，我们通过研究气体和汽体达到热平衡时的传热现象，发现了传热速率随时间变化的规律。
随着时间的推移，传热速率逐渐减小并趋于稳定。
实验七 传热综合实验
2.若从实验中通过热电偶测取内管的外壁温 度，由于金属管热阻很小可忽略其内外壁 间的温差，于是也可由牛顿冷却定律(对流 传热速率方程)得出:
Q i A i t m
需测：
空气的流量
空气进入传热管的温度t1 ( ℃ ) 空气走出传热管的温度t2 ( ℃ ) 传热内管外壁温度
三、设备主要技术数据
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t1,t2,E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7～10个空气流量值。 (6) 最小,最大流量值一定要做。
(7) 整个实验过程中,加热电压可以保持不变,
也可随空气流量的变化作适当的调节。
七、数据处理
1、将实验数据整理成和Re的对应关系，并在双对 数座标上绘出图线，求出斜率和截距，进而得出 准数关联式。 2、将计算中有关重要参数整理，列表并做适当分析。
四、实验装置
1、普通套管换热器；2、内插有螺旋线圈的强化套管换热器；3、蒸汽发生器；4、旋 涡气泵；5、旁路调节阀；6、孔板流量计；7、风机出口温度（冷流体入口温度）测试 点；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；14、蒸 汽上升主管路；15、加水口；16、放水口；17、液位计；18、冷凝液回流口 附图：空气-水蒸气传热综合实验装置流程图
3．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。
化工原理实验教学研究室
4．必须保证蒸汽上升管线的畅通。即在给蒸 汽加热釜电压之前，两蒸汽支路控制阀之 一必须全开。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 闭控制阀必须缓慢，防止管线截断或蒸汽 压力过大突然喷出。 5．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。
实验六 气-汽对流传热实验
实验六 气-汽对流传热实验一、实验目的1. 通过对空气—水蒸汽套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数αi 的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。
2.了解常用的测温方法及热电偶的基本理论。
二、 实验原理管式换热器是一种间壁是式的传热装置，冷热流体间的传热过程，是由热 流体对壁面的对流传热、间壁的固体热传导和壁面对冷流体的对流传热三个子传热过程组成。
如下图所示：以冷流体侧传热面积为基准过程的传热系数与三个子过程的关系为：hh c m cc A A A A K ελδα++=11（1） 对于已知的物系和确定的换热器，上式可以表示为：K= f ( Gn ; Gc ) （2）由此可以知道，通过分别考察冷热流体流量对传热系数的影响，从而可以达到了解某个对流传热过程的性能。
若要了解对流传热过程的定量关系，可由非线性数据处理得到。
这种研究方法是过程分解与综合实验研究方法的实例。
传热系数K 借助于传热速率方程式和热量衡算方程式求取。
热量衡算方程式，以热空气作衡算：Q h = G h C p A (T 进 –T 出) （3） 传热速率方程式：Q = K Ac ∆t m （4） 式中∆t m 对数平均温差由下式确定：)()(ln)()(进出出进进出出进逆t T t T t T t T t m -----=∆ (5)式中：K---- 传热总系数 W/m 2.k ；α---- 流体的传热膜系数 W/m 2.k ； A---- 换热器的总传热面积 m 2；G---- 流体的质量流量 Kg/s ；Q---- 总传热量J/s ；C p ---- 流体的恒压热容 J/Kg.K ； T---- --热流体的温度 ℃； t-------冷流体的温度 ℃； δ-----固体壁的厚度 mλ------固体壁的导热系数 W/m.k ；下标： h----热流体； c----冷流体； 进----进口；出----出口； 逆----逆流； m----平均值三、实验装置及流程 1．实验装置的主要特点(1) 实验操作方便,安全可靠。
实验报告-气-汽对流传热综合实验
实验报告-气-汽对流传热综合实验摘要：本实验旨在研究气汽对流传热特性，用实验数据确定理论模型参数，并分析能量守恒定律用于测定实验物体热量容量和总容量。
实验结果显示，气汽对流传热是由气流和质量流动引起的末端传热，在实验环境中表现为气汽对流传热。
由对实验数据的分析，可知通量和温度的关系，且表明了容量的大小与能量的守恒的相关性。
1、实验原理气汽对流传热是一种特殊的传热形式，发生在物体与气体或液体面之间，在其发生时，由于热量转移，而在这两表面之间发生气体或液体的运动，热流量是运动传递所引起的，从而造成介质两端的热量运动，从而形成传热。
2、实验步骤（1）实验仪器准备：实验仪器包括，气汽对流热传输实验台、调压罩、调压阀、进排气管、温度计、湿度计、压力表等设备。
（2）调试：把实验台上的调压阀打开，用手把调压罩拉落，手调温度计指针，在实验台上拉起温度拉丝，注意实验台传感器位置。
（3）启动实验：把实验装置测试面调节到预定温度，仔细测量压力、温度和湿度，即可进行实验。
3、实验结果（1）实验数据：通过实验台提供的实验数据发现，风口和吹出口的温度变化和压力变化存在一定的变化趋势，即在实验开始时，风口温度和吹出口温度都较高，压力较低；随着实验进行，它们相差越来越小，而压力也越来越增大。
（2）容量测定：借助观察实验数据，通过比较前后温度差以及定义的总容量、物体热量容量可以求得实验物体的热量容量和总容量的取值，说明实验物体的温度变化可以用叠加定律计算出来。
4、结论本实验证明，气汽对流传热是指在实验装置测试表面和空气之间形成的气体或液体流动传热。
实验结果表明，气汽对流传热对温度非常敏感，其传热。
实验6气-汽对流传热实验
实验6 气—汽对流传热实验6.1 实验目的(1) 了解套管换热器的构造及气—汽对流传热的机理。
(2) 掌握用热电偶温度计测量壁面温度的方法。
(3) 掌握传热膜系数α的测定方法，并学会传热膜系数测定实验的数据处理方法。
(4) 了解影响传热膜系数的因素和强化传热的途径。
6.2 实验原理传热膜系数α是研究传热过程及换热器性能的一个很重要的参数。
本实验所用换热器是由玻璃套管4和传热紫铜内管2构成的套管换热器。
冷流体为空气，由鼓风机11提供，并在换热器的内管中流动，其流量由旁路阀10调节，并由孔板流量计7和8（读数为R ）测定，其进口和出口温度分别由温度计6和1测定。
热流体为饱和蒸汽，由电加热釜13和电加热器15等组成的蒸汽发生器提供，它在换热器的内管外流动。
由铜-康铜热电偶3、冷端温度补偿器（冰水浴保温桶）及毫伏表组成温度测量仪表，用于测量传热管的平均壁温。
由毫伏表测得热电动势E （mV ），即可得管外壁温度T （℃）值，由于紫铜管传热性能优异，可由管外壁温度代替内壁温度。
在套管换热器中，冷流体（空气）在管内作强制对流流动，热流体（水蒸汽）在管外流动。
冷、热两种流体呈逆流流动，通过间壁进行热交换。
流体在圆形管道内无相变时的准数关联式为 4.0Pr Re mA Nu =，将非线性转化为线性关系。
将实验得到的若干组Nu ，Re 和Pr 数据，由回归法确定系数m A ,值。
具体测定方法如下：对于准数关联式4.0Pr RemA Nu =（流体被加热时），将4.0Pr 移至左边，两边取对数，令()0.4lg Pr y Nu =，lg ;lg Re a A x ==,得y a mx =+,此式为一元线性式，按回归法即可得m 。
6.2.1 m 的计算：在双对数坐标系中以Re 为横坐标，以4.0Pr Nu 为纵坐标。
将测得的6组数据处理后得到6对横、纵坐标，在双对数坐标系中描出6个点，将6个点相连得一直线。
该直线的斜率即为准数关联式中的m 。
实验报告-气-汽对流传热综合实验
气—汽对流传热综合实验1. 光滑套管换热器传热系数的测定数据记录与整理表传热管内径d i =0.020 m 有效长度L i =1。
00 m 冷流体：空气（管内）热流体：蒸汽（管外）2. 强化套管换热器传热系数及强化比的测定数据记录与整理表传热管内径d i =0.020 m 有效长度L i =1。
00 m 冷流体:空气（管内）热流体：蒸汽（管外）1壁面温度T w℃99.6 99.7 99。
8 99。
9 99。
9 管内平均温度t m℃59。
9 57.6 56.8 56。
8 57.3 空气密度ρm kg/ m31。
060 1。
068 1。
071 1。
071 1.069 空气导热系数λm＊100 W/ m·℃2。
895 2。
879 2.874 2.874 2。
877 空气定压比热容Cpm kJ/ kg·℃ 1.005 1.005 1.005 1。
005 1。
005空气粘度μm＊10000Pa·s 2。
01 2.00 1。
99 1。
99 2。
00空气进出口温度差Δt℃61。
7 55。
0 51.7 50.3 50。
2 平均温差Δt m℃39。
7 42。
1 43.0 43。
1 42.6 20℃时空气流量V20m3/ h 8。
79 18。
58 24.34 29。
59 33.89 管内平均流量V m3/ h 9.837 20。
613 26。
902 32。
666 37.432 平均流速u m/s 8。
70 18.22 23。
78 28.88 33.09传热量Q W 179。
60 338。
02 392。
16 491。
27 560。
77 对流传热系数αi W/m2·℃71。
99 127.77 145。
13 181.39 209.48 雷诺数Re 9176 19458 25596 31086 35373 努赛尔准数Nu 49.73 88。
76 101。
0 126。
23 145。
62Nu/Pr0.457。
实验四 气汽对流传热综合实验报告
度近似相等,用 来表示。
管内换热面积:
(3)
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:
(4)
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,
流体的密度,
。
(5) ; 为冷流体的定压比热,
; 为冷
与 可根据定性温度 查得, 取一定的测量手段得到。 2、对流传热系数准数关系式的实验确定
实验外管外径 Do(mm)
测量段(紫铜内管)长度 L(m)
强化内管内插物
丝径 h(mm)
(螺旋线圈)尺寸
节距 H(mm)
加热釜
操作电压 操作电流
20、00 22、0
50 57、0 1、00
1 40 ≤200 伏 ≤10 安
2、实验的测量手段
(1)空气流量的测量 空气流量计由孔板与差压变送器与二次仪表组成。该孔板流量计在 20℃时标定的流量与压差
为冷流体进出口平均温度。
流体在管内做强制湍流,被加热状态,准数关联式的形式为:
可采
(6)
其中,
,
,
实验四 气汽对流传热综合实验报告
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 变化不大,可认为就是常数,则关联式的形式简化为:
(7)
这样通过实验确定不同流量下的 与 ,然后用线性回归方法确定
3、 实验设备流程图
实验四 气汽对流传热综合实验报告
图 2 空气-水蒸气传热综合实验装置流程图 1-普通套管换热器;2-内插有螺旋线圈的强化套管换热器;3-蒸汽发生器;4-旋涡气泵;5-旁
路调节阀;6-孔板流量计;7-风机出口温度(冷流体入口温度)测试点; 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; 14-蒸汽上升主管路;15-加水口;16-放水口;17-液位计;18-冷凝液回流口
气-汽对流传热实验
气-汽对流传热实验左上角控制面板 温度计 毫伏计 压差计 加热电压 开总电源 关总电源 加热开关 风机开关测温点切换旋扭0、普通管空气进口 1．普通管空气出口2．强化管空气进口 3．强化管空气出口4．蒸汽 毫伏计切换旋扭 （用于读取测壁温的热电偶读数） 0、普通管壁温 1．强化管壁温 蒸汽支路控制阀10 普通管套管换热旁路调节阀孔板流量强化管套管换热风机出口蒸汽支路控制阀11 空气支路控制阀9空气支路控制阀8气-汽对流传热实验装置一、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向冰水保温瓶中加入适量的冰水，并将冷端补偿热电偶插入其中。
③检查空气流量旁路调节阀是否全开，电压调节电位器是否旋至最左端(逆时针方向)。
④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。
⑤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t1(℃)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t1，t2，E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5～6个空气流量值。
⑥最小、最大流量值一定要做。
⑦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5～6组实验数据。
(4) 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。
④若需几天后再做实验，则应将电加热釜和冰水保温瓶中的水放干净。
二、注意事项(1) 由于采用热电偶测温，所以实验前要检查冰桶中是否有冰水混合物共存。
CES气-气传热实验仿真操作手册
B．介质流速u增加，传热膜系数a降低
C．介质流速u增加，传热膜系数a不变
答案：A
8．管内介质流速的改变，出口温度有何变化？
A．介质流速u升高，出口温度t2升高
B．介质流速u升高，出口温度t2降低
C．介质流速u升高，出口温度t2不变
答案：B
9．蒸汽压强的变化，对a关联式有无影响？
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。
螺旋线圈的结构图如图2-1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的比值为主要技术参数，且节距与管内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 的经验公式，其中B和m的值因螺旋丝尺寸不同而不同。
四、实验装置
1.实验流程图及基本结构参数：
如图2-2所示，实验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。实验的蒸汽发生釜为电加热釜，内有2根2.5kW螺旋形电加热器，用200伏电压加热（可由固态调压器调节）。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，由另一端蒸汽出口自然喷出，达到逆流换热的效果。
气-气列管换热器实验指导书
气-气列管换热器实验指导书(总5页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除气－气列管换热实验指导书气－气列管换热实验一、 实验目的1．测定列管式换热器的总传热系数。
2．考察流体流速对总传热系数的影响。
3．比较并流流动传热和逆流流动传热的特点。
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()()mp p t KA t t c m T T c m Q ∆=-=-=12222111 （4－1）式中：Q － 传热量，J / s ；m 1 － 热流体的质量流率，kg / s ；Tt图4－1间壁式传热过程示意图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，℃；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、冷流体间的对数平均温差可由式（4—2）计算，()()12211221ln t T t T t T t T t m -----=∆ （4－2）列管换热器的换热面积可由式（4—3）算得，dL n A π⋅= （4—3）其中，d 为列管直径（因本实验为冷热气体强制对流换热，故各列管本身的导热忽略，所以d 取列管内径），L 为列管长度，n 为列管根数，以上参数取决于列管的设计，详见下文附表。
由此可得换热器的总给热系数，mt A QK ∆=（4—4） 在本实验装置中，为了尽可能提高换热效率，采用热流体走管内、冷流体走管间形式，但是热流体热量仍会有部分损失，所以Q 应以冷流体实际获得的热能测算，即)(12222t t C V Q p -=ρ （4—5） 则冷流体质量流量m 2已经转换为密度和体积等可测算的量，其中2V 为冷流体的进口体积流量，所以2ρ也应取冷流体的进口密度，即需更具冷流体的进口温度（而非定性温度）查表确定。
气-气列管换热器实验指导书[1]
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气-气列管换热器实验指导书[1]气-气列管换热实验 (LH100B)——实验指导书气－气列管换热实验指导书第 1 页共 6页气-气列管换热实验 (LH100B)——实验指导书气－气列管换热实验一、实验目的1．测定列管式换热器的总传热系数。
2．考察流体流速对总传热系数的影响。
3．比较并流流动传热和逆流流动传热的特点。
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T TW tW t 图4－1间壁式传热过程示意图 Qm1cp1T1T2m2cp2t2t1KAtm式中：Q －传热量，J / s；m1 －热流体的质量流率，kg / s； cp1 －热流体的比热，J / (kg ℃)； T1 －热流体的进口温度，℃；第 2 页共 6页气-气列管换热实验 (LH100B)——实验指导书T2 －热流体的出口温度，℃； m2 －冷流体的质量流率，kg / s； cp2 －冷流体的比热，J / (kg ℃)；t1 －冷流体的进口温度，℃； t2 －冷流体的出口温度，℃；K －以传热面积A为基准的总给热系数，W / (m2 ℃)；tm－冷热流体的对数平均温差，℃；热、冷流体间的对数平均温差可式计算。
tmT1t2T2t1Ttln12T2t1列管换热器的换热面积可式算得。
AndL其中，d为列管直径，L为列管长度，n为列管根数，以上参数取决于列管的设计，详见下文附表。
此可得换热器的总给热系数。
KQ Atm 在本实验装置中，为了尽可能提高换热效率，采用热流体走管内、冷流体走管间形式，但是热流体热量仍会有部分损失，所以Q应以冷流体实际获得的热能测算，即Q2V2Cp2(t2t1) 则冷流体质量流量m2已经转换为密度和体积等可测算的量，其中V2为冷流体的进口体积流量，所以2也应取冷流体的进口密度，即需根据冷流体的进口温度查表确定。
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：。
实验八 气汽对流传热综合实验
实验八气汽对流传热综合实验一、实验目的1、掌握给热系数α的测定方法;2、掌握热电偶、铜电阻温度计测温方法;3、掌握强化传热的途径。
二、实验原理1、测给热系数的原理(1根据牛顿冷却定律,已知传热设备的构尺寸,只要测得传热速率 Q 以及各有关的温度,即可算出α的值:Q A t α=∆。
式中Δt为管壁面温度与空气平均温度之差(K。
A 为传热面积(m 2 。
(2传热速率 Q 是由管内流体的热负荷Q ′ 决定。
由于饱和蒸汽走管间,空气走管内,则21' (air m p Q Q Q q c t t ===-, q m 为空气质量流量 kg/s, c p 为比热(J/kg.K 。
(312, (/2w t t t t t t ∆=-=+ , t w , t 1, t 2分别为壁温、空气进口和出口温度(℃, (4传热面积:i A d l π=(5空气流量的测量空气流量计由孔板与差压变送器和二次仪表组成。
该孔板流量计在 20℃时标定的流量和压差的关系式为:0.532022.696(/ V q p m h =⨯∆流量计在实验使用时往往不是 20℃,此时需要对该读数进行校正:1vt v q q =式中:△ P —孔板流量计两端压差, kPa ; q v20— 20℃时体积流量, m 3/h;q vt1—流量计处体积流量,也是空气入口体积流量, m 3/h; t 1—流量处温度,也是空气入口温度,℃。
由于换热器内温度变化,传热管内的体积流量需进行校正:vm vt q q =q vm —传热管内平均体积流量, m 3/h;t m —传热管内平均温度,℃。
(6温度的测量空气进出口温度采用 Cu 50铜电阻温度计测得, 由多路巡检表以数值形式显示(1—普通管空气进口温度; 2—普通管空气出口温度; 3—强化管空气进口温度; 4—强化管空气出口温度。
壁温采用热电偶温度计测量, 光滑管的壁温由显示表的上排数据读出, 强化管的壁温由显示表的下排数据读出。
传热实验操作步骤
气-汽对流传热综合实验装置1 实验前准备工作1.1确认储水罐和蒸汽发生器间的阀门处于打开状态。
1.2检查储水槽中水位不低于储水罐的1/2。
1.3 检查并确认两根被测管路上的阀门及空气旁路阀均处于关闭状态。
2 光滑套管传热实验2.1 打开通向光滑套管的蒸汽支路阀6，接通电源总开关。
按“＜”控制数字位置，趁绿色圆点闪烁时用“∧∨”控制数字大小，设置加热电压为200 V。
启动电加热器，开始加热，注意加热电压不超过200V。
2.2 当光滑套管换热器的放空口9有水蒸气冒出时(此时壁温>99℃)，全开空气流量旁路阀14和光滑套管的空气进气阀11，启动风机。
如果放空口9的水蒸气量过大，可以调节加热电压为170-180 V。
2.3用放空阀14来调节空气流量，调好某一流量稳定5分钟后，分别记录空气的流量、空气进口温度、空气出口温度及壁面温度。
一般从小流量到最大流量之间要测量6组数据。
实验过程中，注意不要被蒸汽管路烫伤。
3 强化管传热实验3.1检查储水罐中的水位是否正常，如果发现水位过低，应及时补给水量。
3.2 打开通向强化管的蒸汽支路阀5，关闭蒸汽支路阀6。
3.3 全部打开空气旁路阀14，打开强化套管的空气进气阀12，关闭空气支路阀11，进行强化管传热实验。
实验步骤同步骤2.3。
3.4 加热电压不超过200V。
4结束4.1 实验结束后，依次关闭加热电源，待光滑套管和强化管的壁面温度在50℃以下后，关闭风机和总电源。
4.2 关闭装置中两根被测管路上的阀门及空气旁路阀门。
附：补充资料20℃时空气流量，单位m3/h传热管内径d = 20.00 mm传热管有效长度L = 1.20 m实验需要计算强化比。
注意：实验说明书在第一个抽屉，用完请放回；打扫完卫生请填写打扫记录，老师在原始数据上签字后方可离开。
基础仪器实验室 2009年03月11日。
气汽传热实验报告
气汽传热实验报告气汽传热实验报告引言气汽传热是热力学领域中的重要研究方向之一。
通过实验研究气体和汽体的传热特性，可以深入了解传热机理，为工程应用提供依据。
本报告旨在通过实验数据和分析，探讨气汽传热的基本原理和影响因素。
实验方法本次实验采用了传统的热传导法，即通过测量传热介质的温度变化来计算传热速率。
实验装置由加热器、传热试件、传热介质以及温度传感器组成。
首先，将加热器与传热试件连接，通过加热器提供热量。
然后，在传热试件的两侧分别安装温度传感器，用于测量传热介质的温度变化。
最后，将传热介质注入传热试件，开始实验。
实验结果与分析在实验过程中，我们分别调节了传热介质的流量和温度，记录了传热介质进出口的温度差以及传热试件两侧的温度变化。
根据实验数据，我们得出以下结论：1. 流量对传热速率的影响通过改变传热介质的流量，我们发现传热速率与流量呈正相关关系。
当流量增加时，传热介质在传热试件中的停留时间减少，导致传热速率增加。
这是因为更多的传热介质能够带走更多的热量，加快传热过程。
2. 温度差对传热速率的影响我们还发现传热速率与传热介质进出口的温度差呈正相关关系。
当温度差增加时，传热速率也随之增加。
这是因为温度差越大，热量的传递速率也越快。
因此，在实际应用中，我们可以通过增大温度差来提高传热效率。
3. 传热介质的选择在实验中，我们使用了不同的传热介质，包括水和空气。
我们发现，相同条件下，水的传热速率要高于空气。
这是因为水的热导率较高，能够更有效地传递热量。
因此，在实际工程中，我们应根据具体情况选择适当的传热介质，以提高传热效率。
结论与展望通过本次实验，我们深入了解了气汽传热的基本原理和影响因素。
我们发现流量、温度差以及传热介质的选择都对传热速率有重要影响。
在未来的研究中，可以进一步探究其他影响因素，如传热介质的压力和粘度等，以及不同传热方式的比较。
此外，还可以通过数值模拟和优化设计，提高传热效率，满足工程应用的需求。
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。
气—气传热综合实验操作讲义
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 = A * Re * Pr实验研究，测定其准数关联式 Nu = B * Re 中常数 B 、m 的值和强化比 Nu / Nu 0 ，了解强化② 对α i 的实验数据进行线性回归，求关联式 Nu=ARe Pr 中常数 A 、m 的值。
② 对α i 的实验数据进行线性回归，求关联式 Nu=BRe 中常数 B 、m 的值。
气—气传热综合实验讲义一、 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 α i 的测定方法，加m 0.4中常数 A 、m 的值；2． 通过对管程内部插有螺旋线圈和采用螺旋扁管为内管的空气—水蒸气强化套管换热器的m传热的基本理论和基本方式；3． 了解套管换热器的管内压降 ∆p 和 Nu 之间的关系；二、 实验内容：实验一：① 测定 5~6 个不同流速下简单套管换热器的对流传热系数α i 。
m 0.4③ 测定 5~6 个不同流速下简单套管换热器的管内压降 ∆p 1。
实验二：① 测定 5~6 个不同流速下强化套管换热器的对流传热系数α i 。
m③ 测定 5~6 个不同流速下强化套管换热器的管内压降 ∆p 2 。
并在同一坐标系下绘制普通管∆p 1 ~Nu 与强化管 ∆p 2 ~Nu 的关系曲线。
比较实验结果。
④ 同一流量下，按实验一所得准数关联式求得 Nu 0，计算传热强化比 Nu/Nu 0。
三、 实验原理实验一 普通套管换热器传热系数及其准数关联式的测定1. 对流传热系数α i 的测定对流传热系数α i 可以根据牛顿冷却定律，用实验来测定。
式中：α i —管内流体对流传热系数，W/(m ·℃)；S i —管内换热面积，m ；t i1 + t i 2V i ρ i式中：Vi —冷流体在套管内的平均体积流量，m / h ；ρi —冷流体的密度，kg /m 。
t i1 + t i 2α i ＝Q i∆t m ⨯ S i（2-1）2Q i —管内传热速率，W ； 2∆t mi —内管壁面温度与内管流体温度的平均温差，℃。
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，℃。
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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 = A * Re * Pr实验研究，测定其准数关联式 Nu = B * Re 中常数 B 、m 的值和强化比 Nu / Nu 0 ，了解强化② 对α i 的实验数据进行线性回归，求关联式 Nu=ARe Pr 中常数 A 、m 的值。
② 对α i 的实验数据进行线性回归，求关联式 Nu=BRe 中常数 B 、m 的值。
气—气传热综合实验讲义一、 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 α i 的测定方法，加m 0.4中常数 A 、m 的值；2． 通过对管程内部插有螺旋线圈和采用螺旋扁管为内管的空气—水蒸气强化套管换热器的m传热的基本理论和基本方式；3． 了解套管换热器的管内压降 ∆p 和 Nu 之间的关系；二、 实验内容：实验一：① 测定 5~6 个不同流速下简单套管换热器的对流传热系数α i 。
m 0.4③ 测定 5~6 个不同流速下简单套管换热器的管内压降 ∆p 1。
实验二：① 测定 5~6 个不同流速下强化套管换热器的对流传热系数α i 。
m③ 测定 5~6 个不同流速下强化套管换热器的管内压降 ∆p 2 。
并在同一坐标系下绘制普通管∆p 1 ~Nu 与强化管 ∆p 2 ~Nu 的关系曲线。
比较实验结果。
④ 同一流量下，按实验一所得准数关联式求得 Nu 0，计算传热强化比 Nu/Nu 0。
三、 实验原理实验一 普通套管换热器传热系数及其准数关联式的测定1. 对流传热系数α i 的测定对流传热系数α i 可以根据牛顿冷却定律，用实验来测定。
式中：α i —管内流体对流传热系数，W/(m ·℃)；S i —管内换热面积，m ；t i1 + t i 2V i ρ i式中：Vi —冷流体在套管内的平均体积流量，m / h ；ρi —冷流体的密度，kg /m 。
t i1 + t i 2α i ＝Q i∆t m ⨯ S i（2-1）2Q i —管内传热速率，W ； 2∆t mi —内管壁面温度与内管流体温度的平均温差，℃。
平均温差由下式确定：∆t mi = t w - ( ) （2-2）2式中：t i1，t i2—冷流体的入口、出口温度，℃；t w —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。
管内换热面积：S i = πd i L i （2-3）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：Q i = W i c pi (t i 2 - t i1) （2-4）其中质量流量由下式求得：W i = （2-5）36003cp i —冷流体的定压比热，kJ / (kg·℃)； 3cp i 和 ρi 可根据定性温度 t m 查得， t m = 为冷流体进出口平均温度。
t i1、t i2、2tw 、V i 可采取一定的测量手段得到。
2. 对流传热系数准数关联式的实验确定Nu i = A Re i Pr in .其中： Nu i = ， Re i = i i i ， Pr =Nu i = A Re i Pr（2-7）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 Nu = B Re 的流体在管内作强制湍流，处于被加热状态，准数关联式的形式为m（2-6）λi物性数据 λi 、cp i 、ρi 、μi 可根据定性温度 t m 查得。
经过计算可知，对于管内被加热的空气，普兰特准数 Pri 变化不大，可以认为是常数，则关联式的形式简化为：m 0.4i通过实验确定不同流量下的 Re i 与Nu i ，然后用线性回归方法确定 A 和 m 的值。
实验二、强化套管换热器传热系数及其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。
螺旋线圈的结构图如图 2-1 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 的比值为主要技术参数，且节距与管内径 m经验公式，其中 B 和 m 的值因螺旋丝尺寸不同而不同。
图 2-1 螺旋线圈强化管内部结构在本实验中，采用实验2-1 中的实验方法确定不同流量下的Re i与Nu i，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：Nu Nu0，其中Nu 是强化管的努塞尔准数，Nu0是普通管的努塞尔准数，显然，强化比Nu Nu0＞1，而且它的值越大，强化效果越好。
需要说明的是，如果评判强化方式的真正效果和经济效益，则必须考虑阻力因素，阻力系数随着换热系数的增加而增加，从而导致换热性能的降低和能耗的增加，只有强化比高且阻力系数小的强化方式，才是最佳的强化方法。
四、实验装置与流程1．实验流程图及基本结构参数：如图2-2 所示，实验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。
实验的蒸汽发生釜为电加热釜，内有 2 根 2.5kW 螺旋形电加热器，用200 伏电压加热（可由固态调压器调节）。
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，由另一端蒸汽出口自然喷出，达到逆流换热的效果。
2021 东V t 0= 23.8 *图 2-2 空气-水蒸气传热综合实验装置流程图（A 型）实验装置：1—普通套管换热器；2—内插有螺旋线圈的强化套管换热器；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；14—传热系数分布实验套盒（本实验不使用）； 15—紫铜管；16—加水口；17—放水口；18—液位计；19—热点偶温度测量实验测试点接口；20—普通管测压口；21—强化管测压口 2． 实验的测量手段 1) 空气流量的测量空气主管路由孔板与差压变送器和二次仪表组成空气流量计，孔板流量计为标准设计， 其流量计的计算式为：式中： ∆P —孔板流量计两端压差，KPa ；t 0 —流量计处温度(本实验装置为空气入口温度)，℃； ρ t 0 — t 0 温度下的空气密度，kg/m 3；实验装置结构参数见下面说明：V i = V t 0 ⨯273 + t mVt0 —冷流体进入换热器时的体积流量，m / h ；由于被测管段内温度的变化，还需对所测得体积流量进行进一步的校正：（2-8）273 + t 032) 温度的测量实验中壁面温度是用铜-康铜热电偶测量的，温度与热电势的关系为：T(℃)=1.2705+23.518×E(mv) （2-9） 冷流体进出口温度是用 Cu50 热电阻温度计测量得到的。
五、 注意事项1． 由于采用热电偶测温，所以实验前要检查冰桶中是否有冰水混合物共存。
检查热电偶的冷 端，是否全部浸没在冰水混合物中。
2． 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。
3． 必须保证蒸汽上升管线的畅通。
即在给蒸汽加热釜电压之前，两蒸汽支路控制阀（见图 2-2） 之一必须全开。
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 阀必须缓慢，防止管线截断或蒸汽压力过大突然喷出。
4． 必须保证空气管线的畅通。
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 2-2 所示）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． 调节流量后，应至少稳定 5~10 分钟后读取实验数据。
6． 实验中保持上升蒸汽量的稳定，不应改变加热电压，且保证蒸汽放空口一直有蒸汽放出。
六、 实验报告1． 实验一的原始数据表、数据结果表（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。
2． 实验二的原始数据表、数据整理表（换热量、传热系数、各准数、Nu 0 和强化比，还包括 重要的中间计算结果）、准数关联式的回归结果。
3． 在同一双对数坐标系中绘制实验一、实验二的 Nu~Re 的关系图。
4． 在同一坐标系中绘制实验一、实验二的东P~Nu 的关系图。
5． 对实验结果进行分析与讨论。
图 2-3七、 实验步骤传热实验仿真主要设备介绍图如下图 2-3 所示：真 仿传热实验仿真设备介绍图真普通套管实验操作：⑴ 检查水槽液位计，若发现水量较少，打开注水阀 VA102，补充水量至 2/3 处； ⑵ 打开连通阀 VA101，使水槽与蒸汽发生器相通； ⑶ 打开普通套管蒸汽开关阀 VA104，确保蒸汽管路畅通； ⑷ 打开电源总开关，启动蒸汽发生器开关，加热蒸气；⑸ 等待若干秒，待水蒸气进入套管换热器外管，当蒸气排出口有恒量蒸汽排出时，标志实验 可以开始；⑹ 打开漩涡风机旁路阀 VA106 至最大；⑺ 打开普通套管空气开关阀 VA107，确保空气管路畅通； ⑻ 启动漩涡风机开关；⑼ 通过调节漩涡风机旁路阀 VA106 的开度，调节流量所需值，待数值稳定后，到“实验数据一”面板点击“普通套管数据记录”按钮，记录实验数据至“实验报表” ⑽ 按照阀门 VA106 开度由大到小的顺序，记录 5~6 组实验数据 强化套管实验操作： ⑾ 关闭风机电源；⑿ 缓慢开启强化管道蒸汽开关阀 VA105，再关闭普通套管蒸汽开关阀 VA104，使强化管路蒸汽畅通；待蒸气排出口有恒量蒸汽排出，标志强化套管传热实验可以开始；⒀将漩涡风机旁通阀VA106 开至最大，接通漩涡风机开关；⒁调节漩涡风机旁通阀VA106 的开度，调节流量至所需值，带数值稳定后，倒“实验数据二”面板点击“强化套管数据记录”按钮，记录实验数据至“实验报表”⒂按照阀门VA106 开度由大到小的顺序，记录5~6 组实验数据⒃关闭蒸汽发生器加热电源，待蒸气放空口没有蒸汽逸出，将漩涡风机旁通阀VA106 至全开，并关闭漩涡气泵开关，关闭总电源开关⒄实验结束参数设置：到“参数设置”面板，改变强化套管、普通套管的半径、长度、蒸汽温度，重复以上步骤；八、思考题1．下列属于传热基本形式有:A. 间壁换热B. 混合换热C. 辐射答案：C2．"热能"总是:A. 由热能高的物体传向热能低的物体B. 由温度高的物体传向温度低的物体C. 由比热大的物体传向比热小的物体答案：B3．间壁换热时,壁温总是:A. 接近温度高的流体B. 接近温度低的流体C. 接近传热系数大的流体答案：C4．在本实验中的管壁温度Tw 应接近蒸汽温度，还是空气温度？可能的原因是：A. 接近空气温度，这是因为空气处于流动状态,即强制湍流状态，a(空气)↑B. 接近蒸汽温度，这是因为蒸汽冷凝传热膜系数，a(蒸)>>a(空)。