气汽对流传热系数的测定实验
实验五 空气_蒸汽对流给热系数
76.3
76.4
76.7
76.9
77.2
75.9
78.9
78.8
43.2
23.9
75.8
75.6
76.2
76.4
76.5
76.7
76.8
75.6
78.8
78.9
43.5
24.2
75.8
75.5
76.2
76.4
76.5
76.7
76.8
75.6
78.8
78.9
43.6
24.4
75.8
75.6
76.2
102.5
103.1
15
51.8
83.1
102.3
103
10
49.9
82.9
102.4
103.1
7.5
47.6
82.5
102.4
103.2
5
表2冷流体特性参数
空气流速u（m/s）
对数平均温度差Δt
冷流体平均温度
空气密度ρ(Kg/m3)
空气质量流量qm（Kg/h)
空气黏度μ(Pa/s)×10-5
空气的导热系数λ（W•m﹣¹•K﹣¹)
cPF＝1.01＋(3.1949× ×lg37.7－5.5099×37.7－3.0506× )×10﹣³
＝0.84kcal/Kg＝161.7KJ/(Kmol•℃)
q= 1+161.7×（83.4－41.82）／90883.7＝1.0740
故加料线方程y＝ X－ ＝14.5X－2.58
＝ ＝0.246
即61.26/0.6950.4=A•25008m
50.90/0.6950.4=A•20388.1m
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，℃。
对流传热系数实验报告
一、实验目的1. 了解对流传热的基本原理，掌握对流传热系数的测定方法。
2. 掌握牛顿冷却定律的应用，通过实验验证其对流传热系数的计算公式。
3. 分析影响对流传热系数的因素，如流体速度、温度差、流体性质等。
二、实验原理对流传热系数是指单位时间内，单位面积上流体温度差为1℃时，单位面积上传递的热量。
牛顿冷却定律描述了对流传热过程，即：Q = h A (T1 - T2)式中：Q ——传热量（W）h ——对流传热系数（W/(m²·K)）A ——传热面积（m²）T1 ——高温流体温度（℃）T2 ——低温流体温度（℃）根据牛顿冷却定律，可以通过实验测量传热量、传热面积、流体温度差，从而计算出对流传热系数。
三、实验仪器与材料1. 套管换热器2. 温度计3. 流量计4. 计时器5. 计算器6. 水和空气四、实验步骤1. 准备实验仪器，连接套管换热器、温度计、流量计等。
2. 在套管换热器内注入水，打开冷却水阀门，调节流量至预定值。
3. 在套管换热器外通入空气，调节风速至预定值。
4. 同时打开加热器和冷却水阀门，使水加热至预定温度，空气冷却至预定温度。
5. 记录开始加热和冷却的时间，观察温度变化。
6. 当温度变化稳定后，记录温度计的读数，计算温度差。
7. 关闭加热器和冷却水阀门，停止实验。
五、实验数据与处理1. 记录实验数据，包括水温度、空气温度、流量、时间等。
2. 根据牛顿冷却定律计算传热量Q：Q = m c ΔT其中，m为水的质量流量（kg/s），c为水的比热容（J/(kg·K)），ΔT为温度差（K）。
3. 计算对流传热系数h：h = Q / (A ΔT)六、实验结果与分析1. 根据实验数据，计算对流传热系数h，并与理论值进行比较。
2. 分析实验结果，探讨影响对流传热系数的因素。
3. 分析实验误差，总结实验经验。
七、结论通过对对流传热系数的测定实验，掌握了对流传热的基本原理和牛顿冷却定律的应用。
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7. 空气-蒸汽对流给热系数的测定
实验7. 空气－蒸汽对流给热系数的测定一、实验目的1.熟悉传热过程及间壁式换热器的结构，掌握热电阻的测温方法；2.观察蒸汽在水平冷凝管外壁上的冷凝现象，测定对流给热系数h ；3.测定努塞尔数Nu 与雷诺数e R 之间的关系，并确定它们的关联式；4.了解强化传热的途径，分析热交换过程的影响因素。
二、基本原理工业生产中冷流体和热流体常通过固体壁面进行热量交换，此种换热方式称为间壁式传热。
间壁式传热过程是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过程组成，间壁式传热过程如图2—10所示。
当传热过程达到稳定时，它们有如下关系： 图2—10 间壁式传热过程示意图()()()()112122121122m p m p W W m M mq c t t q c T T h A t t h A T T KA t Φ=-=-=-=-=∆ （2—45） 式中：Φ—传热速率，W ；q m1、q m2 —冷、热流体的质量流量，1kg s -⋅； c p1、c p2 —冷、热流体的比热容，11kJ kg K --⋅⋅；T 1 、T 2—热流体的进出口温度，K ； t 1、t 2 —冷流体的进出口的度，K ；A 1、A 2—冷、热流体侧的对流传热面积，m 2；12,h h —冷、热流体与固体壁面的对流给热系数，21W m K --⋅⋅； ()W m t t -、()W m T T -—冷、热流体与固体壁面的对数平均温度差，K ；K —总传热系数，21W m K --⋅⋅； A —传热面积，m 2；m t ∆—对数平均温度差，K ；热流体与固体壁面的对数平均温差可由下式计算()()()22112211ln W W W W m W T T T T T T T T T T -----=- （2－46）式中：12,W W T T —热流体进出口处热流体侧壁面的温度，K 。
固体壁面与冷流体的对数平均温差可由下式求得()()()22112211ln t t t t t t t t t t W W W W m W -----=- （2－47）式中：12,W W t t —冷流体进出口处冷流体侧壁面的温度，K ； 冷热流体间的对数平均温度差可由下式计算()()12211221ln m T t T t t T t T t ---∆=-- （2—48）在套管式换热器中，由于水蒸气通过套管的环隙，冷空气或水通过内管间，测定对流给热系数时，由式（2—45）可得内管内壁面与冷空气或水的对流给热系数()()112111p W mm c t t h A t t -=- （2—49）实验中，要测定内管的壁温t w1和t w2，冷空气或水的进出口温度t 1和t 2；实验用套管的长度l ，内径d 1，换热面积11A d l π=，冷流体的质量流量及比热容，即可求得对流给热系数h 1。
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。
实验三+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一、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。
二、基本原理1．测定传热系数K根据传热速率方程式：m T KA ∆=φ （1）mT A K ∆=φ（2）式中： φ传热速率，W ； K 总传热系数，W/(m 2·℃)；A 传热面积； m T ∆两流体的平均温度差。
实验时，若能测定或确定φ、A 和，则可测定K 。
m T ∆⑴ 实验是测定蒸汽加热空气时的对流传热总传热系数，其中蒸汽通加套管环隙加热内管的空气，具体的流程如下：在不考虑热损失的条件下，有)(122211T T c q r q p −==m m φ （3）式中： q m1— 蒸汽冷凝液的质量，kg/s ； r 1 — 蒸汽冷凝潜热，J/kg ；q m2— 空气的质量流量，kg/s ； c p2 — 空气的定压比热，J/(kg ·K)；T 1、T 2— 空气的进出口温度，℃； T W1、T W2— 内管外壁温度与内壁温度，℃。
实验中传热速率φ按空气的吸热速率计算。
其中空气的质量流量由孔板流量计测量其 体积流量后转化为质量流量。
即：q m =t ρq V （4）式中：t ρ—为空气进出口平均温度下的密度，kg/m 3。
q V — 为空气的体积流量，m 3/s 。
本实验中，空气的体积流量由孔板流量计测量并通过压力传感器将其差压数字在显示仪表上显示出。
20℃ 下空气流量由公式（5）计算。
6203.000)(p C q t ∆×=V （5）其中， — 20℃ 下的体积流量，m 0t q V 3/h ；C 0— 孔板流量系数，本实验装置中其值为22.696。
p ∆—孔板两端压差，kPa 。
则实验条件下的空气流量q V (m 3/h)则需按下式计算：2732730t Tq q t t ++×=V V式中：t q V —实验条件（管内平均温度）下的空气流量，m 3/h 。
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：交报告日期：2.对流传热系数准数关系式的实验确定流体在管内做强制湍流，被加热状态，准数关联式的形式为：αα=ααααααα（6）其中，αα=αααααα，αα=αααααααα，αα=ααααααα物性数据αα、ααα、αα、αα可根据定性温度αα查得。
经计算可知，对于管内被加热的空气，普兰特常数αα变化不大，可认为是常数，则关联式的形式简化为：αα=αααααα0.4（7）这样通过实验确定不同流量下的αα与αα，然后用线性回归方法确定A、m的值。
（二）强化管换热器传热系数、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的。
螺旋线圈的结构图如图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的比值技术参数，且长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αα=Bααα的经验公式，其中B和m的值因螺旋丝尺寸不同而不同。
采用和光滑套管同样的实验方法确定不同流量下得Rei和αα，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：αααα0⁄，其中αα是强化管的努塞尔准数，αα0是普通管的努塞尔准数，显然，强化比αααα0⁄>1，而且它的值越大，强化效果越好。
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。
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。
空气—蒸汽对流给热系数测定实验报告及数据、答案
气氛—蒸汽对于流给热系数测定之阳早格格创做一、真验手段⒈通过对于气氛—火蒸气光润套管换热器的真验钻研，掌握对于流传热系数α1的测定要领，加深对于其观念战效用果素的明白.并应用线性返回分解要领，决定联系式Nu=ARe m Pr中常数A、m的值.⒉通过对于管程里里插有螺纹管的气氛—火蒸气加强套管换热器的真验钻研，测定其准数联系式Nu=BRe m中常数B、m的值战加强比Nu/Nu0，相识加强传热的基础表里战基础办法.二、真验拆置本真验设备由二组黄铜管（其中一组为光润管，另一组为波纹管）组成仄止的二组套管换热器，内管为紫铜材量，中管为不锈钢管，二端用不锈钢法兰牢固.气氛由旋涡气泵吹出，由旁路安排阀安排，经孔板流量计，由支路统制阀采用分歧的支路加进换热器.管程蒸汽由加热釜爆收后自然降下，经支路统制阀采用顺流加进换热器壳程，其热凝搁出热量通过黄铜管壁被传播到管内震动的气氛，达到顺流换热的效验.鼓战蒸汽由配套的电加热蒸汽爆收器爆收.该真验过程图如图1所示，其主要参数睹表1.表1 真验拆置结构参数真验内管中径d o（mm）真验中管内径D i（mm）50 真验中管中径D o（mm）总管少（紫铜内管）L（m）丈量段少度l（m）蒸汽温度图1 气氛-火蒸气传热概括真验拆置过程图1— 光润套管换热器；2—螺纹管的加强套管换热器；3—蒸汽爆收器；4—旋涡气泵；5—旁路安排阀；6—孔板流量计；7、8、9—气氛支路统制阀；10、11—蒸汽支路统制阀；12、13—蒸汽搁空心； 15—搁火心；14—液位计；16—加火心；三、真验真量1、光润管①测定6～8个分歧流速下光润管换热器的对于流传热系数α1.②对于α1的真验数据举止线性返回，供联系式Nu=ARe m孔板流量计丈量气氛流量气氛压力蒸汽压力气氛出心温度气氛出心温度中常数A 、m 的值.2、波纹管①测定6～8个分歧流速下波纹管换热器的对于流传热系数α1.②对于α1的真验数据举止线性返回，供联系式Nu=BRe m 中常数B 、m 的值. 四、真验本理 1．准数联系效用对于流传热的果素很多，根据果次分解得到的对于流传热的准数联系为：Nu=CRe m Pr n Gr l （1）式中C 、m 、n 、l 为待定参数.介进传热的流体、流态及温度仄分歧，待定参数分歧.暂时，只可通过真验去决定特定范畴的参数.本真验是测定气氛正在圆管内做强制对于流时的对于流传热系数.果此，不妨忽略自然对于流对于传热膜系数的效用，则Gr 为常数.正在温度变更不太大的情况下，Pr 可视为常数.所以，准数联系式（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 战m 可通过真验测定蒸汽、气氛的有关数据后，对于式（2）与对于数，返回供得曲线斜率战截距.2．传热量估计努塞我数Nu 大概α1无法曲交用真验测定，只可测定相关的参数并通过估计供得.当通过套管环隙的鼓战蒸汽与热凝壁里交触后，蒸汽将搁出热凝潜热，热凝成火，热量通过间壁传播给套管内的气氛，使气氛的温度降下，气氛从管的终端排出管中，传播的热量由（3）式估计.Q ＝W e c pc （t 2－t 1）= V ρ1c pc （t 2－t 1） （3） 根据热传播速率Q ＝KS Δt m （4） 所以 KS Δt m =V ρ1c pc （t 2－t 1） （5）式中：Q ——换热器的热背荷（即传热速率），kJ ／s ； We ——热流体的品量流量，kg ／s ；V ——热流体（气氛）的体积流量，m 3/s ； ρ1一热流体（气氛）的稀度，kg ／m 3；K ——换热器总传热系数，W/（m 2·℃）；C pc 一一热流体（气氛）的仄衡比定压热容，kJ/（kg ·K ）；S ——传热里积，m 2；Remc dαλ=因此：Δt m ——蒸汽与气氛的对于数仄衡温度好，℃.气氛的流量及二种流体的温度等不妨通过百般丈量仪容测得.概括上头各式即可算出传热总系数K. 3．传热膜系数的估计当传热里为仄壁大概者当管壁很薄时，总的传热阻力战传热分阻力的关系可表示为：式中：αl ——气氛正在圆管中强制对于流的传热膜系数，W ／（m 2·℃）；α2——蒸汽热凝时的传热膜系数，W ／（m 2·℃）.当管壁热阻不妨忽略（内管为黄铜管而且壁薄b 较薄，黄铜导热系数λ比较大）时，1211111K ααα≈+≈（7） 蒸汽热凝传热膜系数近近大于气氛传热膜系数，则K ≈α1.果此，只消正在真验中测得热、热流体的温度及气氛的体积流量，即可通过热衡算供出套管换热器的总传热系数K 值，由此供得气氛传热膜系数α1. 4．努塞我数战雷诺数的估计式中：λ——气氛导热系数，W ／（m ·℃）； μ一气氛的粘度，Pa ·s ；d ——套管换热器的内管仄衡曲径，m ； ρ1——进心温度t 1时的气氛稀度，kg ／m 3.由于热阻主要集结正在气氛一侧，本真验的传热里积S 与管子的内表面较为合理，即 S ＝πdl本拆置d=0．0178 m ，l=1．327m. 5．气氛流量战稀度的估计气氛稀度ρ1可按理念气体估计： 式中：p a ——当天大气压，Pa ；t ——孔板流量计前气氛温度，℃，可与t=t 1；气氛的流量由 1／4喷嘴流量计丈量，合并常数后，气氛的体积流量可由（11）式估计11ρRC V =（11）式中：C 0——合并整治的流量系数，其值为C 0=0．001233；R ——喷嘴流量计的压好计示值，mmH 2O. V 1——气氛的体积流量，m 3／s. 五、真验支配 1．真验前的准备（1）背电加热釜加火至液位计上端白线处. （2）查看气氛流量旁路安排阀是可齐开.12731.29(10)101330273pP tρ=⨯+（3）查看一般管支路各统制阀是可已挨开，包管蒸汽战气氛管路的疏通.（4）交通电源总闸，设定加热电压，开用电热锅炉开关，开初加热.2．真验开初（1）当蒸汽压力宁静后，开用旋涡气泵并运止一段时间，包管真验开初时气氛出心温度t（℃）宁静.1（2）安排气氛流量旁路阀的开度大概主阀开度，使孔板流量计的压好计读数为所需的气氛流量值.（3）宁静5－8分钟安排读与压好计读数，读与气氛出心、出心的温度值t、2t（温度丈量可采与热电奇大概温度1计）、气氛压力值p1、气氛进、出心之间压力好p2、蒸汽温度值t3及压力值p3,孔板流量计读数p4.（4）安排气氛流量，沉复（3）与（4）共测6－10组数据（注意：正在气氛进、出心之间压力好p2最大值与最小值之间可分为6-10段）.（5）真验历程，要尽大概包管蒸汽温度大概压力宁静，正在蒸汽锅炉加热历程（蒸汽温度大概压力变更较大）不要记录数据.3．真验中断（1）关关加热器开关.（2）过5分钟后关关鼓风机，并将旁路阀齐开. （3）切断总电源.六、真验注意事项1、查看蒸汽加热釜中的火位是可正在仄常范畴内.特天是每个真验中断后，举止下一真验之前，如果创制火位过矮，应即时补给火量.2、必须包管蒸汽降下管线的疏通.正在变换支路时，应先开开需要的支路阀，再关关另一侧，且开开战关关统制阀必须缓缓，预防管线截断大概蒸汽压力过大突然喷出.3、必须包管气氛管线的疏通.即正在交透气机电源之前，三个气氛支路统制阀之一战旁路安排阀（睹图1所示）必须齐开.正在变换支路时，应先关关风机电源，而后开开战关关统制阀.4、安排流量后，应起码宁静5～10分钟后读与真验数据.5、套管换热器中聚集的热火要即时搁掉，免得效用蒸汽传热.七、真验记录及数据处理缺点分解：1.迪图斯-贝我特公式有条件范畴，而真验数据并不是齐正在其适用范畴内，用此公式算出的Nu’战α2’缺点便大概较大.2.真验时，等待时间缺乏，引导数据已宁静时便记录了.热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另附上本初真验数据：4、对于真验截止举止分解与计划.从图像中线性返回圆程的相关系数去瞅，真验数据截止不是很准确，特天是螺纹管.爆收缺点的根源很多，读数不宁静、换热器保温效验好、换热器使用暂了，污秽较薄，热流量值下落等皆使截止有一定的偏偏好.而且正在处理数据时，采与很多近似处理，而本量真验时很多的条件本去不宁静.正在真验历程中采与改变气氛流量去安排，然而是正在改变气氛流量的共时，其余的数据也会改变，比圆道气氛出心温度，而且正在改变的历程中，要通过一段时间气氛出心温度才会宁静，而咱们测定的温度一定假如那个宁静的温度，所以正在测定中不通过脚够少的时间引导测定的温度不是宁静的温度，所以真验时要注意等待五到格中钟待数据比较宁静时，那样真验截止便比较准确.八、思索题（1）效用传热膜系数的果素有哪些？问：膜的薄度，液体的物性，以及压力温度.另有资料的分子结构及其化教成份、资料沉度、资料干度情景战温度情景.（2）正在蒸气热凝时，若存留不凝性气体，您认为将会有什么效用？该当采与什么步伐？问：对于换热系数效用很大，普遍设念子与消，比圆溴化锂吸支式制热机均伴伴真空泵，其效用便是即时排除系统内的不凝性气体.1）会由于气氛中含有火分制成冰堵.冰堵不但使制热效用下落.而且会引导系统停机.压力不竭落矮，还会益坏压缩机.2）气氛混进压缩腔，由于气氛中含有不凝性气体，如氮气.那些不凝性气体验缩小制热剂的循环量，使制热量落矮.3）而且不凝性气体验滞留正在热凝器的上部管路内，以致本量热凝里积减小，热凝背荷删大，热凝压力降下，进而制热量会落矮.（3）蒸气热凝后，将爆收热凝火，如热凝火不克不迭搁出，乏积后淹埋加热铜管，您认为将会有什么效用？该当采与什么步伐？问:1）会由于气氛中含有火分制成冰堵.冰堵不但使制热效用下落.而且会引导系统停机.压力不竭落矮，还会益坏压缩机.2）气氛混进压缩腔，由于气氛中含有不凝性气体，如氮气.那些不凝性气体验缩小制热剂的循环量，使制热量落矮.3）而且不凝性气体验滞留正在热凝器的上部管路内，以致本量热凝里积减小，热凝背荷删大，热凝压力降下，进而制热量会落矮.（4）本真验中所测定的壁里温度是靠拢蒸气侧的温度，仍旧交近气氛侧的温度？为什么？问：壁里温度是靠拢蒸汽温度.应为壁里温度交近于对于流传热系数大的一侧的温度，而正在真验历程中是以1211111K ααα≈+≈，所以21αα〈，所以壁里温度交近于蒸汽温度. （5）正在真验中有哪些果素效用真验的宁静性？问：气氛战蒸汽的流背，热凝火不即时排走，蒸汽热凝历程中，存留不热凝气体，对于传热的有效用等.。
空气蒸汽对流给热系数测定
实验数据记录与处理计算示例（以次序1数据作为计算示例）：空气进口处密度：2916.138.9105.48.93102916.1105.4t 10325325+⨯⨯-⨯=+⨯-=----t ρ=1.13kg/m 3空气质量流量：skg V m s /1300.0360031.14.32=⨯=⨯=ρ空气流速：sm dVu /5.94016.0016.014.33600 4.3442=⨯⨯⨯⨯==π空气定性温度：()64.8)90.78.93(212121平均=+=+=t tt °C则空气比热：9100=Cp J/(kg·°C)定性温度下的空气密度'ρ：3325325'/40.12916.164.8105.464.8102916.1105.410m kg t t=+⨯⨯-⨯=+⨯-=----ρ冷、热流体间的对数平均温差：()()33.488.935.01090.74.610ln)8.935.010()90.74.610(ln12211221=-----=-----=∆t T t T t T t Tt m传热面积：2220502.01016.014.3m l d A =⨯⨯==π对流传热系数：()33.480502.0)8.9390.7(91000058.01222⨯-⨯⨯=∆-=mp t A t t c m K =42.04w/(m 2·°C) 3、2α理论值的计算空气粘度：532610)7169.1105102(---⨯+⨯+⨯-=t t μ=s Pa ⋅⨯=⨯+⨯⨯+⨯⨯-----553261088.110)7169.133.4810533.48102(空气导热系数：702.00244.033.4810833.48102-0244.0108102528-528=+⨯+⨯=+⨯+⨯-=---t tλ雷诺数：5265.151088.140.15.49016.0'Re 5=⨯⨯⨯==-μρdu普兰特数：70.0702.01088.19100Pr 5=⨯⨯==-λμCp努赛尔数：42.04027.0016.042.042=⨯==λαd Nu对于流体在圆形只管内做湍流时的对流传热系数，如符合以下条件：54102.1100.1Re ⨯-⨯=，1207.0Pr -=，管长与管内径之60/≥d l ,则nNu Pr Re023.08.0=。
对流传热系数的测定实验报告
对流传热系数的测定实验报告对流传热系数的测定实验报告一、引言热传导是物质内部热量传递的一种方式，而对流传热是物质表面与流体之间热量传递的一种方式。
对流传热系数是衡量对流传热能力的重要参数，它与流体性质、流动状态、表面特性等因素密切相关。
本实验旨在通过测定不同流体在不同流动状态下的对流传热系数，探究其变化规律。
二、实验装置和方法实验装置主要包括热传导仪、热电偶、温度计、流量计等。
在实验过程中，我们选择了水和空气作为流体介质，分别进行了静止状态和流动状态下的测定。
三、实验结果与分析1. 静止状态下的测定首先，我们将热传导仪放入水中，使其温度稳定在一定值。
然后，通过热电偶和温度计测定水的表面温度和流体温度。
根据实验数据，我们计算得到了水的对流传热系数。
接着，我们将热传导仪放入空气中，同样进行了温度测定。
通过对比水和空气的对流传热系数，我们发现空气的对流传热系数要远小于水的对流传热系数。
这是因为水的导热性能较好，能够更有效地传递热量。
2. 流动状态下的测定接下来，我们改变了实验装置，使流体产生流动。
通过调节流量计和阀门，我们控制了水的流速，并进行了温度测定。
根据实验数据，我们计算得到了不同流速下的对流传热系数。
通过对比不同流速下的对流传热系数，我们发现随着流速的增加，对流传热系数也随之增加。
这是因为流速的增加会增加流体与表面的接触面积，从而增加热量传递的效率。
四、实验误差分析在实验过程中，由于设备精度和操作技巧等因素的限制，可能会引入一定的误差。
例如，温度测量时由于热电偶的位置不准确或者温度计的示数偏差，都会对最终的结果产生影响。
此外，实验中还存在着一些难以控制的因素，比如流体的湍流程度、表面粗糙度等。
这些因素的变化也会对对流传热系数的测定结果造成一定的影响。
五、实验结论通过本实验的测定，我们得出了以下结论：1. 对流传热系数与流体介质的性质密切相关，导热性能较好的介质对流传热系数较大。
2. 对流传热系数与流体流动状态有关，流速的增加会使对流传热系数增加。
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：。
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实验报告及数据答案 Final approval draft on November 22, 2020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=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。
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。
空气对流传热系数的测定实验报告
一、实验目的1. 了解空气对流传热的基本原理和影响因素。
2. 掌握空气对流传热系数的测定方法。
3. 通过实验验证牛顿冷却定律，并分析其实际应用中的适用性。
4. 掌握传热实验的基本操作和数据处理方法。
二、实验原理对流传热是流体在运动过程中，由于流体各部分之间存在温差而引起的热量传递。
在空气对流传热过程中，热量通过流体运动传递给物体表面，使物体表面温度升高。
牛顿冷却定律是描述对流传热的一种基本定律，其表达式为：\[ Q = hA\Delta T \]其中，\( Q \) 为传热量，\( h \) 为对流传热系数，\( A \) 为传热面积，\( \Delta T \) 为流体与物体表面的温差。
本实验采用牛顿冷却定律法，通过测量空气与物体表面之间的温差，以及空气的流速和温度，计算对流传热系数。
三、实验仪器与材料1. 套管加热器2. 温度计3. 流量计4. 计算器5. 记录本四、实验步骤1. 将套管加热器固定在实验台上，连接好温度计、流量计和电源。
2. 调节流量计，使空气流速稳定。
3. 打开电源，加热套管加热器，使物体表面温度升高。
4. 记录物体表面温度、空气温度和空气流速。
5. 重复步骤3和4，改变空气流速，记录相应的温度和流速数据。
6. 根据牛顿冷却定律，计算不同空气流速下的对流传热系数。
五、实验结果与分析根据实验数据，绘制空气流速与对流传热系数的关系曲线。
结果表明，对流传热系数随空气流速的增加而增大，符合牛顿冷却定律。
六、实验讨论1. 实验结果表明，牛顿冷却定律在实验条件下适用，但在实际应用中，由于流体流动状态复杂，可能存在误差。
2. 影响对流传热系数的因素有：流体流速、流体温度、物体表面粗糙度等。
3. 实验过程中，应注意测量精度，避免误差。
七、结论1. 通过实验验证了牛顿冷却定律在空气对流传热过程中的适用性。
2. 掌握了空气对流传热系数的测定方法。
3. 了解了对流传热的基本原理和影响因素。
八、实验改进建议1. 采用更精确的测量仪器，提高实验精度。
气-汽对流传热综合实验
气-汽对流传热综合实验一、实验目的的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解；1、掌握对流传热系数i2. 确定强制对流传热准数关联式中常数；3. 通过对强化套管换热器的实验研究，了解强化传热的基本理论和基本方式。
二、实验原理本实验采用套管换热器, 以环隙内流动的饱和水蒸汽加热管内空气，水蒸汽和空气间的传热过程由三个传热环节组成：水蒸汽在管外壁的冷凝传热，管壁的热传导以及管内空气对管内壁的对流传热。
本实验装置采用两组套管换热器，即光滑套管换热器及强化套管换热器。
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的。
螺旋线圈的结构图如图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图1 螺旋线圈内部结构的比值技术参数，且长径比是影响传热效果和阻力系数的重要因素。
三、实验装置实验装置如图2所示，主要结构参数如表1所示。
说明：1、蒸汽发生器为电加热釜，使用容积为5升，内装有一支2.5kw的螺电热器，与一储水釜相连（实验过程中要保持储水釜中液位不要低于釜的二分之一，防止加热器干烧）；2、空气进出口温度采用电偶电阻温度计测得，由多路巡检表以数值形式显示。
壁温采用热电偶温度计测量；3、旋涡气泵型号为XGB─2，由无锡市仪表二厂生产，电机功率约0.75 KW（使用三相电源），在本实验装置上，产生的最大和最小空气流量基本满足要求，使用过程中，输出空气的温度呈上升趋势。
空气-蒸汽对流给热系数测定
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） 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 ∙℃)；Tt图4－1间壁式传热过程示意图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，℃。
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《气-汽对流传热系数的测定》实验
一、仪器设备简介
流程如图，冷空气由风机13，经孔板流量计11计量后，进入换热器内管，并与套管环隙中蒸汽换热。
空气被加热后，排入大气。
空气的流量可用控制阀9调节。
1
、蒸汽发生器 2、蒸汽管 3、补水口 4、补水阀 5、排水阀 6、套管换热器 7、放气阀 8、冷凝水回流管 9、空气流量调节阀
10、压力传感器 11、孔板流量计 12、空气管 13、风机
二、试验目的、任务
1、掌握传热膜系数α及传热系数K 的测定方法。
2、通过实验掌握确定传热膜系数准数关联式中的系数A 和指数m 、n 的方法。
3、通过实验提高对α准数关联式的理解，并分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
三、实验原理及步骤
1、实验原理：
对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变式对流传热准数关联式的一般形式为：
Nu=A·R e m ·P r n ·G r p
对于强制湍流而言，G r 准数可以忽略，故
Nu=A· R e m ·P r n
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R e m 和P r 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，在两边取对数，既得到直线方程：
lg(Nu/P r 0.4)=lgA+mlgR e
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带入方程式中，则可得到系数A ，即
A=Nu/(P r 0.4·R e m )
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，可以得到最佳关联式。
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：
R e=duρ/μ, P r=cpμ/λ, Nu=αd/λ
实验中改变空气的流量以改变Re准数的值。
根据定性温度（空气进出口温度的算术平均值）计算对应的Pr准数值。
同时，有牛顿冷却定律，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：
Q=α·A·Δt m
式中：
α——传热膜系数，[w/m2·℃]被加热流体体积流量，m3/s
Q——传热量，[w]
A——总传热面积，[m2]，A=πd i l
Δt m——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：
Q=W·C p(t2-t1)/3600=ρ·V C p(t2-t1)/3600
式中：
w——质量流量，[kg/h];
C p——流体定压比热，[J/kg℃];
t2、t1——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/h]。
流量测量：测定孔板压降R(Pa)，查孔板Q—R流量曲线。
2、实验步骤：
（1）实验开始前，先弄清配电箱上个按钮与设备的对应关系，以使正确开启按钮。
（2）检查蒸汽发生器中水位，使其保持在水罐高度的1/2—2/3。
（3）打开总电源开关，看其是否正常。
（4）实验开始时，关闭蒸汽发生器补水阀，启动风机，并接通蒸汽发生气的加热电源，打开放气阀排气。
（5）将空气流量控制在某一值，待数值稳定后记录（温度值和压差计读数）。
改变空气流量（8—10次），重复实验，记录数据。
（6）实验结束后，先停蒸汽发生器电源，再停风机，清理现场。
注意：
①实验前，务必使蒸汽发生器液位合适，液位过高，则水会溢入蒸汽套管；过低，则可能烧毁加热器。
②调解空气流量时，要做到心中有数，为保证湍流状态，压差计读数不应从0开始。
实验中要合理取点，以保证数据点均匀。
③每改变一个流量后，等读数稳定后再测取数据。
④排除空气等不凝性气体，实验过程中定期排放。
⑤开风机前先开旁路阀值最大，风机不要在出口阀关闭下长时间运行。
四、基本要求
1、每组五个学生要分工协调配合进行实验。
2、掌握对流传热系数的测定方法；用测定的对流传热系数数据检验通用的对流传热准数关联式；了解通过实验得到描述过程规律经验公式的方法；了解强化传热过程的措施。
五、实验内容、重点、难点
1、实验内容：掌握传热膜系数α及传热系数K的测定方法.
2、重点：通过实验提高对α准数关联式的理解，并分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
难点：分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
六、实验报告的基本要求
1、实验数据：
（1）确定传热膜系数准数关联式中的系数A和指数m、n；
（2）求出传热膜系数α及传热系数K。
七、成绩评定
1、成绩评定方法：
(1)、正常情况下的学生的实验成绩应按学生的实验操作、纪律、实验报告三个方面
（2）、实验成绩按优、良、中、及格、不及格评定，
（3）、有下列情况之一者，没有实验成绩或成绩不及格。
A、不参加实验者；
B、没有完成实验报告者；
C、报告内容过于简单、错误显著者；或抄袭者。
（4）、课内实验，其学生的实验成绩可视为平时（作业）成绩。
2、评定标准：
（1）、操作认真、无误；遵守纪律；实验报告格式标准内容翔实、语言规范；问题分析透彻、明了；对实验掌握好。
可给优；
（2）、操作认真、无误；遵守纪律；实验报告格式标准、内容翔实、语言规范；问题分析比较透彻、；对实验掌握较好。
可给良；
（3）、操作较认真、无误；较遵守纪律；实验报告符合要求、内容翔实；有问题分析；对实验掌握尚可。
可给中；
（4）、操作基本认真；较遵守纪律；实验报告格及内容尚可；问题分析简单；对实验掌握一般。
可给及格；
（5）、操作不认真；实验报告格及内容简单、语言规范；问题分析差；对实验掌握不好。
不及格。