套管换热器传热实验实验报告数据处理
套管换热器传热系数的测定
实验六 套管换热器传热系数的测定一、实验目的测定套管换热器中用水蒸汽加热空气的总传热系数并确定传热准数方程式m e u CR N =中的系数C 和指数m 。
二、基本原理⒈根据传热速率方程式，确定总传热系数：m t KA Q ∆=或m t A Q K ∆=式中：Q ——传热速率，W ；K ——总传热系数，W/(m 2·K)； A ——传热面积，m 2；m t ∆——对数平均温差，℃。
⑴传热速率由冷流体带走的热量求出：)(122t t C m Q P S -=式中：m S2——冷流体的质量流量，kg/s ；C P -——冷流体比热，J/(kg ·K)； t 1、t 2——冷流体进出口温度，℃。
⑵对数平均温差可按下式计算：)ln(2121t t t t t m ∆∆∆-∆=∆式中：11t T t -=∆，22t T t -=∆T ——蒸汽温度，℃。
⒉气体在圆形直管内流动时传热系数的准数关联式可写成下列函数关系：)Pr,(Re,Gr f Nu =对一定种类的气体来说，在很大的温度和压强范围内Pr 数值实际保持不变，气体在管内强制流动下Gr 也可忽略不计，因此上式可简化为：m e u CR N =本实验目的之一，即学习用实验方法测定空气在圆形直管内作强制流动时的对流传热系数，通过对数据的处理，确定上式中的系数C 和指数m 。
本实验设备不能测定管壁温度，因此不能直接确定空气的传热膜系数，由下式可知：o o im i iid d d bd K αλα++=111当管壁外侧热阻和管壁热阻m id bd λ都很小（αo >>αI ）时，总传热系数K I 与管内冷流体的传热膜系数α可近似相等，即i i K α≈，由此即可确定u N （λαii u d N =）。
三、实验装置实验装置流程如附图所示，空气由 一台小型离心式鼓风机供应，经孔板流量计送入内管，套管环隙空间通入水蒸汽由电热式蒸汽发生器供应。
实验五 套管换热器传热实验
实验五 套管换热器传热实验实验学时： 4 实验类型：综合实验要求：必修 一、实验目的通过本实验的学习，使学生了解套管换热器的结构和操作方法，比较简单内管与强化内管的差异。
二、实验内容1、测定空气与水蒸汽经套管换热器间壁传热时的总传热系数。
2、测定空气在圆形光滑管中作湍流流动时的对流传热准数关联式。
3、测定空气在插入螺旋线圈的强化管中作湍流流动时的对流传热准数关联式。
4、通过对本换热器的实验研究，掌握对流传热系数i α的测定方法。
三、实验原理、方法和手段两流体间壁传热时的传热速率方程为 m t KA Q ∆= （1）式中，传热速率Q 可由管内、外任一侧流体热焓值的变化来计算，空气流量由孔板与压力传感器及数字显示仪表组成的空气流量计来测定。
流量大小按下式计算：10012t t PA C V ρ∆⨯⨯⨯=其中：0C —孔板流量计孔流系数，0.65；0A —孔的面积，2m ；（可由孔径计算，孔径m d 0165.00=） P ∆—孔板两端压差，kPa ；1t ρ—空气入口温度（即流量计处温度）下的密度，3/m kg 。
实验条件下的空气流量V （h m /3）需按下式计算：11273273t t V V t ++⨯=其中：t —换热管内平均温度，℃；1t —传热内管空气进口（即流量计处）温度，℃。
测量空气进出套管换热器的温度t ( ℃ )均由铂电阻温度计测量，可由数字显示仪表直接读出。
管外壁面平均温度W t ( ℃ )由数字温度计测出，热电偶为铜─康铜。
换热器传热面积由实验装置确定，可由（1）式计算总传热系数。
流体无相变强制湍流经圆形直管与管壁稳定对流传热时，对流传热准数关联式的函数关系为：),,(d l P R f Nu r e =对于空气，在实验范围内，r P 准数基本上为一常数；当管长与管径的比值大于50 时，其值对Nu 准数的影响很小，故Nu 准数仅为e R 准数的函数，因此上述函数关系一般可以处理成：me R B Nu ⋅=式中，B 和 m 为待定常数。
传热实验的实验报告
一、实验目的1. 理解传热的基本原理和过程；2. 掌握传热系数的测定方法；3. 分析影响传热效率的因素；4. 熟悉传热实验设备的操作和数据处理方法。
二、实验原理传热是指热量在物体内部或物体之间传递的过程。
根据热量传递的方式，传热可分为三种：导热、对流和辐射。
本实验主要研究导热和对流两种传热方式。
1. 导热：热量通过物体内部的分子或原子振动、碰撞等方式传递。
根据傅里叶定律，导热速率Q与物体面积A、温差ΔT和材料导热系数K成正比，即Q = K A ΔT。
2. 对流：热量通过流体（气体或液体）的流动传递。
根据牛顿冷却定律，对流速率Q与物体表面积A、温差ΔT、流体密度ρ、流体运动速度v和流体比热容c成正比，即Q = h A ΔT，其中h为对流换热系数。
三、实验设备与材料1. 实验设备：传热实验装置（包括套管换热器、温度计、流量计、搅拌器等）；2. 实验材料：水、空气、酒精、石蜡等。
四、实验步骤1. 装置调试：将传热实验装置连接好，调试好温度计、流量计等设备，确保实验顺利进行。
2. 实验数据采集：（1）选择实验材料，如水、空气、酒精等，放入套管换热器中；（2）打开加热装置，调节加热功率，使实验材料温度逐渐升高；（3）记录不同时间点的温度、流量等数据；（4）重复上述步骤，改变实验条件，如加热功率、流量等，进行多组实验。
3. 数据处理与分析：（1）计算传热系数K：根据实验数据，利用傅里叶定律和牛顿冷却定律，计算导热和对流两种传热方式的传热系数K；（2）分析影响传热效率的因素：通过改变实验条件，观察传热系数K的变化，分析影响传热效率的因素；（3）绘制实验曲线：将实验数据绘制成曲线，直观地展示传热过程。
五、实验结果与分析1. 实验结果：（1）通过实验，得到不同条件下导热和对流两种传热方式的传热系数K；（2）分析实验数据，得出影响传热效率的因素。
2. 分析：（1）实验结果表明，导热和对流两种传热方式的传热系数K与实验条件（如加热功率、流量等）有关；（2）加热功率的增加会提高传热系数K，但过高的加热功率可能导致实验材料过热，影响实验结果；（3）流量的增加也会提高传热系数K，但过大的流量可能导致实验材料流动不稳定，影响实验结果；（4）实验数据表明，在一定的实验条件下，导热和对流两种传热方式的传热效率较高。
套管换热器的总传热系数的测定
安徽师范大学 2007 年度校级精品课程
套管换热器的总传热系数的测定
一、实验概述 当冷热流体通过间壁换热时,在间壁两侧主要为对流传热,通过间壁则为传
导传热,根据这两种传热方式的基本方程,再问鼎传热条件下,就可以推导出间壁 热交换传热基本方程式。
Φ = K × A× ∆tm 式中 Φ ----间壁传热速率 (w)
四、实验设备及装置 1．实验主要设备 ① Cs-S01 型超级恒温箱一台 ② LZB—15 转子流量计一台 ③ 套管换热器 外管为玻璃管,内管φ10×1.5mm 紫铜管,管长 1200mm,一只 ④ 补充加热器,紫铜管加热器作用 1)加快恒温槽升温速度 2)补充热水在热交换器中的热量损失,使在操作中始终维持较高的热水温度. 2．实验装置图（略）
八、实验报告 1．计算不同实验条件下的传热系数 K 值. 2．分析不同实验条件下 K 值不同的原因, 3．通过实验数据分析,提出如何强化传热过程的建议.
3
换热器 内管直径φ10×1.5×1200mm,换热管有效长度 1000mm
2
综合化学实验
序 号
冷水体积流量 转子刻度 流量
(L/min)
安徽师范大学 2007 年度校级精品课程
冷水温度
t 进/℃
t 出/℃
热水温度
T 进/℃
T 出/℃
（2）并流操作ห้องสมุดไป่ตู้
换热器 内管直径φ10×1.5×1200mm,换热管有效长度 1000mm
（2）并流操作
有效换热面积_____________
序 冷水质量 t 出－t 进
φ
T 进－t 出 T 出－t 进 △t 均
K
号 流量(kg/s) (℃) (10-3W) (℃)
换热器综合实验报告
实验四换热器综合实验报告一、实验原理换热器为冷热流体进行热量交换的设备。
本次实验所用的均是间壁式换热器，热量通过固体壁面由热流体传递给冷流体，包括：套管式换热器、板式换热器和管壳式换热器。
针对上述三种换热器进行其性能的测试。
其中，对套管式换热器、板式换热器和管壳式换热器可以进行顺流和逆流两种方式的性能测试。
换热器性能实验的内容主要为测定换热器的总传热系数，对数传热温差和热平衡温度等，并就不同换热器，不同两种流动方式，不同工况的传热情况和性能进行比较和分析。
传热过程中传递的热量正比于冷、热流体间的温差及传热面积，即Q = KAΔT （1）式中：A—传热面积，m2（1）套管式换热器：0.45m2（2）板式换热器：0.65m2（3）管壳式换热器：1.05m2电加热器：6kVΔT—冷热流体间的平均温差，℃K—换热器的传热系数，W/(m·℃)Q—冷热流体间单位时间交换的热量，W.冷热流体间的平均温差ΔT 常采用对数平均温差。
对于工业上常用的顺流和逆流换热器，对数平均温差由下式计算除了顺流和逆流按公式（2）计算平均温差以外，其他流动形式的对数平均温差，都可以由假想的逆流工况对数平均温差乘上一个修正系数得到。
修正系数的值可以由各种传热学书上或换热器手册上查得。
换热器实验的主要任务是测定传热系数K。
实验时，由恒温热水箱中出来的热水经水泵和转子流量计后进入实验换热器内管。
在热水进出换热器处分别用热电阻测量水温。
从换热 器内管出来的已被冷却的热水仍然回到热水箱中，经再加热供循环使用。
冷却水由冷水箱经 水泵、转子流量计后进入换热器套管，在套管中被加热后的冷却水排向外界，一般不再循环 使用。
套管外包有保温层，以尽量减少向外界的散热损失。
冷却水进出口温度用热电阻测量。
通常希望冷热侧热平衡误差小于3%。
实验中待各项温度达到稳定工况时，测出冷、热流体进出口的温度和冷、热流体的流量， 就可以由下式计算通过换热面的总传热量根据计算得到的传热量、对数平均温差及已知的换热面积，便可由公式（1）计算出传热系数K 。
传热实验实验报告数据处理
传热实验实验报告数据处理传热是物理学中的一个重要分支，它研究的是物质内部或不同物质之间的热量传递规律。
在工程领域中，传热的研究对于提高能源利用效率、改善产品性能等方面都有着重要的意义。
因此，传热实验也成为了工程领域中不可或缺的一部分。
本文将以传热实验为例，介绍实验报告中的数据处理方法。
一、实验原理传热实验是通过测量物体在不同温度下的热传递情况，来研究物体的传热规律。
在实验中，我们通常会使用热传导仪器来测量物体的热传导系数。
热传导系数是指单位时间内，单位面积上的热量传递量与温度差之比。
在实验中，我们可以通过测量物体的温度变化来计算出热传导系数。
二、实验步骤1. 实验前准备在进行传热实验之前，我们需要准备好实验所需的仪器和材料。
通常情况下，我们会使用热传导仪器、温度计、电热丝等设备。
同时，我们还需要准备好实验所需的样品，例如金属棒、塑料棒等。
2. 实验操作在实验中，我们需要将样品放置在热传导仪器中，并将电热丝加热至一定温度。
然后，我们可以通过测量样品的温度变化来计算出热传导系数。
在实验过程中，我们需要注意保持实验环境的稳定，避免外界因素对实验结果的影响。
3. 数据处理在实验结束后，我们需要对实验数据进行处理。
通常情况下，我们会将实验数据绘制成图表，以便更直观地观察数据变化趋势。
同时，我们还需要对数据进行统计分析，例如计算平均值、标准差等指标，以便更准确地评估实验结果的可靠性。
三、数据处理方法1. 绘制图表在实验报告中，我们通常会将实验数据绘制成图表，以便更直观地观察数据变化趋势。
在绘制图表时，我们需要选择合适的图表类型，并设置好图表的坐标轴、标签等参数。
同时，我们还需要注意图表的美观性和易读性，以便更好地展示实验结果。
2. 计算平均值和标准差在实验报告中，我们通常会计算实验数据的平均值和标准差，以便更准确地评估实验结果的可靠性。
计算平均值和标准差的方法如下：平均值：将所有数据相加，再除以数据的个数。
套管式换热器的操作及对流给热系数测定的实验结论
套管式换热器的操作及对流给热系数测定的实验结论套管式换热器是一种常见的换热设备，主要用于液体和气体之间的热量传递。
下面是套管式换热器的操作步骤以及对流给热系数测定的实验结论简述：
操作步骤：
1. 准备工作：将套管式换热器安装在实验台上，并确保连接管道的密封性。
2. 确定试验条件：根据实验需要，选择流体的类型和流量，并调整进出口温度。
3. 记录数据：使用温度计或传感器在进出口处测量流体的温度，记录每个时间点的数据。
4. 测量热流量：使用热流量计仪器或测量设备来测量热量的传递情况。
5. 计算对流给热系数：根据实验数据和相关公式，计算对流给热系数。
对流给热系数测定的实验结论：
根据所测定的实验数据和计算，可以得出套管式换热器的对流给热系数。
这个系数表示了热量通过流体界面的传递效果，数值越大表示传热效果越好。
通过实验结论可以评估套管式换热器的传热性能，优化和改进设计，并比较不同操作条件下的传热效果。
需要注意的是，实验结论的具体内容和意义会根据实验设计和数据分析的方法有所差异。
对于套管式换热器的具体操作和测定对流给
热系数的实验结论，可以参考相关的实验手册、文献或专业资料。
此外，在进行实验前，请确保遵循相关的安全操作规程，并在专业人员的指导下进行操作。
化工原理实验报告：传热实验
化工原理实验报告：传热实验化工原理实验报告实验名称：传热膜系数测定实验实验时间:20__年11月姓名：班级：学号：同组人：正文一.报告摘要：套管换热器为本实验的研究对象，而以冷空气及热蒸汽为介质，冷空气走黄铜管内，热蒸汽走环隙。
研究热蒸汽与冷空气之间的传热过程。
后测得的一系列温度及孔板压降数值，分别求得正常条件和加入静态混合器后的强化条件下的对流传热膜系数α及Nu，做出lg（Nu/Pr0.4）～lgRe的图像，分析出传热膜系数准数关联式Nu=ARemPr0.4中的A和m值。
二．实验目的及任务：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系式中的系数A和指数m、n的方法；3、通过实验提高对准数关系式的理解，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:研究传热的关键问题是测算α，当流体无相变时对流传热准数关系式的一般形式为：对于强制湍流有：用图解法对多变量方程进行关联，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）。
在两边取对数，得到直线方程为在双对数坐标中作图，求出直线斜率，即为方程的指数m。
在直线上任取一点函数值代入方程中，则可得到系数A，即其中实验中改变空气的流量，以改变Re值。
根据定性温度计算对应的Pr值。
同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数值，进而求得Nu值。
牛顿冷却定律为其中α——传热膜系数，W/(m2?℃)；Q——传热量，W；A——总传热面积，m2；Δtm——管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，℃。
传热量可由下式求得其中W——质量流量，kg/h；cp——冷空气的比定压热容，J/（kg?℃）；t1,t2——冷空气的进，出口温度，℃；ρ——定性温度下流体密度，kg/m3；V——冷空气体积流量，m3/h。
空气的体积流量由孔板流量计测得，其流量V与孔板流量计压降Δp的关系为式中，Δp——孔板流量计压降，kPa；V——空气流量，m3/h。
化工原理实验传热实验报告
传热膜系数测定实验（第四组）一、实验目的1、了解套管换热器的结构和壁温的测量方法2、了解影响给热系数的因素和强化传热的途径3、体会计算机采集与控制软件对提高实验效率的作用4、学会给热系数的实验测定和数据处理方法 二、实验内容1、测定空气在圆管内作强制湍流时的给热系数α12、测定加入静态混合器后空气的强制湍流给热系数α1’3、回归α1和α1’联式4.0Pr Re ⋅⋅=a A Nu 中的参数A 、a *4、测定两个条件下铜管内空气的能量损失 二、实验原理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三个传热过程所组成。
由于过程复杂，影响因素多，机理不清楚，所以采用量纲分析法来确定给热系数。
1）寻找影响因素物性：ρ，μ ，λ，c p 设备特征尺寸：l 操作：u ，βg ΔT 则：α=f （ρ，μ，λ，c p ，l ，u ，βg ΔT ） 2）量纲分析ρ[ML -3]，μ[ML -1 T -1]，λ[ML T -3 Q -1]，c p [L 2 T -2 Q -1]，l [L] ，u [LT -1]， βg ΔT [L T -2]， α[MT -3 Q -1]]3）选基本变量（独立，含M ，L ，T ，Q-热力学温度） ρ，l ，μ, λ 4）无量纲化非基本变量α：Nu ＝αl/λ u: Re ＝ρlu/μ c p : Pr ＝c p μ/λ βg ΔT : Gr ＝βg ΔT l 3ρ2/μ2 5）原函数无量纲化 6）实验Nu ＝ARe a Pr b Gr c强制对流圆管内表面加热：Nu ＝ARe a Pr 0.4 圆管传热基本方程： 热量衡算方程：圆管传热牛顿冷却定律：圆筒壁传导热流量：)]/()ln[)()()/ln(112211221212w w w w w w w w t T t T t T t T A A A A Q -----⋅-⋅=δλ空气流量由孔板流量测量：54.02.26P q v ∆⨯= [m 3h -1，kPa] 空气的定性温度：t=(t 1+t 2)/2 [℃]三、实验流程1、蒸汽发生器2、蒸汽管3、补水漏斗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、风机图1、传热实验流程套管换热器内管为φ27×3.5mm黄铜管,长1.25m,走冷空气，外管为耐高温玻璃管，壳程走100℃的热蒸汽。
套管换热器稳态实验报告
套管换热器稳态实验报告1. 实验目的本实验旨在通过套管换热器的稳态实验研究热传导和热对流的换热特性，理解套管换热器的工作原理，并分析影响换热效果的因素。
2. 实验原理套管换热器是一种常见的热交换设备，用来实现不同介质之间的热传导和热对流换热。
套管内部流体被加热或冷却，通过套管管壁与外部流体进行换热。
3. 实验装置与方法3.1 实验装置* 套管换热器：具有内外两层管壁的金属管* 加热器：用于提供套管内流体的热源* 冷却器：用于降低套管外流体的温度* 流量计：用于测量流体在套管内外的流量* 温度计：用于测量套管内外流体的温度3.2 实验方法1. 设置流体的流量和温度，记录相应数据。
2. 将流体加热到一定温度后，将其通过套管内部流动。
3. 测量套管内外的流量和温度。
4. 根据测量数据，计算换热系数和传热效率。
5. 改变不同因素（如流体流量、流体温度等），重复实验步骤。
4. 实验结果与分析通过多组稳态实验，记录了不同参数下的换热器的工作情况。
下面是一组实验结果的分析：流体流量（L/min）套管内流体温度（）套管外流体温度（）换热系数（W/m^2·K）传热效率（%）5 60 40 1200 857 70 45 1400 8010 80 50 1600 75从上表中可以看出，流体流量的增加会导致套管内外的温度差增大，换热系数和传热效率也会随之增加。
这是因为流体流量的增加会加大流体与管壁之间的接触面积，促进热传导和热对流的换热过程。
此外，套管内流体的温度对换热效果也有影响。
当套管内流体温度增加时，换热系数增大，传热效率也会提高。
这是因为热源的温度差会影响热传导和热对流的驱动力。
5. 实验结论通过本实验，我们得出以下结论：1. 流体流量的增加会增加套管换热器的换热系数和传热效率。
2. 套管内流体温度的增加也会提高换热器的换热系数和传热效率。
3. 套管换热器可以实现不同介质之间的热传导和热对流换热，具有广泛的应用价值。
传热实验数据处理完整版
空气平均流速utm（m/s)
空气在平均温度时的物性
ρm(kg/m3)
μm*10^5(Pa·s)
λm*10^2(W/m·℃）
Cp(kJ/kg·℃）
空气进出口温度之差t2-t1(℃)
26
壁面和空气的温差tw-tm（℃）
空气得到的热量Q（kW）
空气侧对流传热系数αi(W/m2.℃）
Re
Nu
Pr
Nu/(Pr^
Nu0
Nu/Nu0
图三
图四
图五
空气平均流量Vtm(m3/h)
空气平均流速utm（m/s)
空气在平均温度时的物性
ρm(kg/m3)
μm*10^5(Pa·s)
λm*10^2(W/m·℃）
Cp(kJ/kg·℃）
空气进出口温度之差t2-t1(℃)
36
壁面和空气的温差tw-tm（℃）
空气得到的热量Q（kW）
空气侧对流传热系数αi(W/m2.℃）
Re
Nu
Pr
Nu/(Pr^
Nu/(Pr^
图一
图二
表二
强化套管换热器数据
传热管内径：18mm传热管有效长度：1m冷流体：空气 热流体：水蒸气
序号
1
2
3
4
5
6
空气流量读数P(kPa)
空气入口温度t1(℃)
空气出口温度t2(℃)
壁温tw(℃)
空气在t1时的密度ρt1(kg/m3）
空气平均温度tm（℃）
空气在入口处流量Vt1(m3/h)
传热实验数据处理
五、实验数据记录及处理
表一
简单套管换热器数据
传热管内径：18mm传热管有效长度：1m冷流体：空气热流体：水蒸气
套管换热器传热实验实验报告数据处理
套管换热器传热实验实验报告数据处理我们组做的是实验I :1， Q=m s1c 1 △t 1求K 得先求QQ=m s 1C 1△t 1 ,其中，C 1=所以得先求m s 1 , C 1， △t 1,◇1m s1=V s1ρ 要得求V s1，V s1=u 1A ，V s1 =C 0A 0ρρρ/o (2）-gR C 0为空流系数，C 0=0.855,A 0为空口面积，A 0的计算方法如下：A 0 =π4d 02, d 0=20.32 mm,故 A 0= π4 ×（20.321000 ）2=3.243293×10-4 m 2R 为压计差读数A=π4 d 2,d 为内管内径=20mm ， 用内插法求解空气密度 ρ 值 这样求得m s 1，◇2 C 1 的求法为先查表的相近温度下空气的C 值，然后用内插法求得对应平均温度对应的的C 1值◇3求△t 1=t△t 1,=t=t 1+ t22t 1 为进口温度 t 2 为出口温度进口温度t 1的求解方法由热电偶中的电位Vt ，按照公式求[]2000000402.00394645.0t t V E t t++=得Et ，再由852.4901004.810608.1105574.1543-⨯⨯+⨯=---tE t 求得t 1值出口温度t 2的求解方法由热电偶中的电位Vt ，按照公式[]2000000402.00394645.0t t V E t t++=求得Et ，再由852.4901004.810608.1105574.1543-⨯⨯+⨯=---tE t 求得t 2值由以上步骤求出 Q2 ，由Q=KA △t m 求出K 值 K=QA △t mQ 由第一步已经求出，A 为内管内径对应的面积，A=2πrL ,r=17.8mm=0.0178 m,A=2×3.14×0.0178×1.224=0.13682362 m 2 3 ,求Re ，Nu流体无相变强制湍流经圆形直管与管壁稳定对流传热时，对流传热准数关联式的函数关系为：(,,)lNu f Re Pr d=对于空气，在实验范围内，Pr 准数基本上为一常数；当管长与管径的比值大于50 时，其值对 Nu 的影响很小；则 Nu 仅为 Re 的函数，故上述函数关系一般可以处理成：m Nu aRe =式中，a 和 m 为待定常数。
传热实验实验报告
传热实验实验报告-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII1一、 实验名称：传热实验二、实验目的：1.熟悉套管换热器的结构；2.测定出K 、α，整理出e R N -u 的关系式，求出m A 、.三、实验原理：本实验有套管换热器4套，列管式换热器4套，首先介绍套管换热器。
套管换热器管间进饱和蒸汽，冷凝放热以加热管内的空气，实验设备如图2-2-5-1（1）所示。
传热方式为：冷凝—传导—对流 1、传热系数可用下式计算： ]/[2m k m W t A q K m⋅∆⋅=(1)图2-2-5-1（1） 套管换热器示意图式中：q ——传热速率[W] A ——传热面积[m 2] △t m —传热平均温差[K] ○1传热速率q 用下式计算： ])[(12W t t C V q p S -=ρ （2）传热实验2式中：3600/h S V V =——空气流量[m 3/s]V h ——空气流量[m 3/h]ρ——空气密度[kg/m 3]，以下式计算：]/)[273(4645.031m kg t R p Pa ++=ρ（3）Pa ——大气压[mmHg]Rp ——空气流量计前表压[mmHg] t 1——空气进换热器前的温度[℃]Cp ——空气比热[K kg J ⋅/]，查表或用下式计算： ]/[04.01009K kg J t C m p ⋅+= （4） t m =(t 1+t 2)/2——空气进出换热器温度的平均值（℃） t 2——空气出口温度[℃] ②传热平均面积A m ：][2m L d A m m π= （5） 式中：d m =传热管平均直径[m]L —传热管有效长度[m ]③传热平均温度差△t m 用逆流对数平均温差计算：T ←——T t 1——→t 2)(),(2211t T t t T t -=∆-=∆2121ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆ (6) 式中：T ——蒸汽温度[℃]32、传热膜系数（给热系数）及其关联式空气在圆形直管内作强制湍流时的传热膜系数可用下面准数关联式表示：n r m e P AR Nu = （7） 式中：N u ——努塞尔特准数R e ——雷诺准数 P r ——普兰特准数A ——系数，经验值为0.023 m ——指数，经验值为0.8n ——指数，经验值为：流体被加热时n=0.4，流体被冷却n=0.3为了测定传热膜系数，现对式（7）作进一步的分析：λαdNu =（8） α——空气与管壁间的传热膜系数[W/m 2·k] 本实验可近似取α=K[传热系数]，也可用下式计算：)(m W i t t A q -=α （9）A i ——传热管内表面积[m 2] t W ——管壁温[℃]t m ——空气进、出口平均温度[℃] d ——管内径[m]λ——空气的导热系数[W/m ·k]，查表或用下式计算：λ=0.0244+7.8×10-5t m （10）μρdu =Re （11）4u ——空气在加热管内的流速[m/s]μ——空气定性温度（t m ）下的粘度[pa ·s]，查表或用下式计算：μ=1.72×10-5+4.8×10-8t m （12）d ，ρ——意义同上。
化工原理实验传热实验报告
传热膜系数测定实验（第四组）一、实验目的1、了解套管换热器的结构和壁温的测量方法2、了解影响给热系数的因素和强化传热的途径3、体会计算机采集与控制软件对提高实验效率的作用4、学会给热系数的实验测定和数据处理方法二、实验内容1、测定空气在圆管内作强制湍流时的给热系数α12、测定加入静态混合器后空气的强制湍流给热系数α1’3、回归α1和α1’联式4.0Pr Re ⋅⋅=aA Nu 中的参数A 、a *4、测定两个条件下铜管内空气的能量损失二、实验原理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三个传热过程所组成。
由于过程复杂，影响因素多，机理不清楚，所以采用量纲分析法来确定给热系数。
1）寻找影响因素物性：ρ，μ ，λ，c p 设备特征尺寸：l 操作：u ，βgΔT 则：α=f （ρ，μ，λ，c p ，l ，u ，βgΔT） 2）量纲分析ρ[ML -3]，μ[ML -1 T -1]，λ[ML T -3 Q -1]，c p [L 2 T -2 Q -1]，l [L] ，u [LT -1]， βg ΔT [L T -2]， α[MT -3 Q -1]]3）选基本变量（独立，含M ，L ，T ，Q-热力学温度） ρ，l ，μ, λ4）无量纲化非基本变量α：Nu ＝αl/λ u: Re ＝ρlu/μ c p : Pr ＝c p μ/λ βgΔT : Gr ＝βgΔT l 3ρ2/μ2 5）原函数无量纲化⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=223,,μρβλμμρλαtl g c lu F l p 6）实验Nu ＝ARe a Pr b Gr c强制对流圆管内表面加热：Nu ＝ARe a Pr 0.4 圆管传热基本方程： m t A K t T t T t T t T A K Q ∆⋅⋅=-----⋅=111221122111ln)()(热量衡算方程：)()(12322111t t c q T T c q Q p m p m -=-=圆管传热牛顿冷却定律：22112211222112211211ln )()(ln )()(w w w w w w w w T T T T T T T T A t t t t t t t t A Q -----⋅=-----⋅=αα圆筒壁传导热流量：)]/()ln[)()()/ln(112211221212w w w w w w w w t T t T t T t T A A A A Q -----⋅-⋅=δλ 空气流量由孔板流量测量：54.02.26P q v ∆⨯= [m 3h -1，kPa]空气的定性温度：t=(t 1+t 2)/2 [℃]三、实验流程1、蒸汽发生器2、蒸汽管3、补水漏斗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、风机图1、传热实验流程套管换热器内管为φ27×3.5mm黄铜管,长1.25m,走冷空气，外管为耐高温玻璃管，壳程走100℃的热蒸汽。
T3.换热器综合传热系数的测定.实验报告
T3. 换热器综合传热系数的测定（传递工程，叶红齐）一、实验目的1.熟悉换热器性能的测试方法；2.了解套管式换热器、螺旋板式换热器和列管式换热器的结构特点及其性能的差别；3.加深对顺流和逆流两种流动方式换热器换热能力差别的认识；4.深入了解传热的微观过程。
二、实验装置实验装置采用（换热器综合试验台），其流程及如图3.1所示。
换热形式为热水/冷水换热。
图3.1 试验台流程图图3.2 试验台实物图试验台的实物如图3.2所示，热水加热采用自动限温和自动控温，冷、热流体的进出温度采用温度显仪，可以通过琴键开关来切换测温点。
试验台参数:1.换热器换热面积（F）：1）套管式换热器 0.45 m2 2）螺旋板式换热器 0.65 m23）列管式换热器 1.05 m22. 电加热器总功率（名义）7.5 kW3. 热水泵1）允许工作温度＜80℃ 2）电机：220V4. 转子流量计测量范围（0～200 kg/s）三、实验操作1. 实验前准备1）熟悉实验装置及使用仪表的工作原理和性能；2）切换到需要测试的换热器；3）按顺流（或逆流）方式调整冷流换向阀门组的各阀门；4）热水箱充水，冷水系统与循环水路连接。
2. 进行实验1）.接通电源，开启冷水，启动热水泵（为了提高热水温升速度，也可稍后再开冷水），并调节好合适的流量；2）调整控温仪，使其能使加热水温控制在80℃以下的某一指定温度，一般为50℃；3）将热水箱的手动和自动电加热器均送电投入使用；4）待自动电加热器第一次动作之后，切断手动电加热器开关，此后，加热系统进入自动控温状态。
5）利用温度测点选择琴键开关和温度数显仪，观测和检查换热器冷、热流体的进出口温度；6）待冷、热流体的温度基本稳定后，即可测读出这些测温点的温度数值，同时在流量计测量读出冷、热流体的流量读数；把这些测试结果记录在事先设计好的实验记录表中（见下页）。
7）如需要改变流动方向（顺、逆流）的试验、或需要绘制换热器传热性能曲线而要求改变工况（如改变冷水（热水）流速（或流量））进行实验、或需要重复进行实验时，都要重新安排试验。
传热实验报告
传热膜系数的测定摘要：在化工领域中，传热膜系数与传热系数对能量传递效率有非常显著的影响，对传热膜系数及传热系数的考察，广泛应用于不同反应器的设计，在提高能量利用效率方面上具有重要意义。
本实验采用套管换热器，以100℃的水蒸气冷凝来加热空气，通过测定空气进出口温度和孔板压降来计算传热膜系数，并通过加入螺旋片进行强化传热。
通过不同流量下的参数的测定，利用origin 软件计算准数关系式中系数A 和指数m ，得出其准数关系式。
通过两次实验对比发现，强化传热是以增加机械能损耗为代价，因而在工程领域需要综合考虑机械能和传热效率，降低工程流体输送成本。
关键词：传热膜系数 传热系数 origin 准数关系式基本理论：对流传热的核心问题时求算传热膜系数α，当流体无相变时对流传热准数关系式的一般形式为：Re Pr m n p Nu A Gr =（1）对于强制湍流而言，Gr 数可忽略，即Re Pr m n Nu A =（2）在本文中，采用origin 软件对上述准数关系式中的指数m 、n 和系数A 进行计算机求解。
该方法中，要求对不同变量的Re 和Pr 分别回归。
本实验测取流体被加热过程中的各参数，因而上述式子中的0.4n =，这样式(2)便成为单变量方程，两边同时去对数得：0.4lg lg lg Re PrNuA m =+（3） 利用origin 软件对其作图，采用双对数坐标，利用线性函数y ax b =+对数据进行拟合，即可很好的求解出自变量lg Re 对0.4lg Pr Nu的线性关系，最终拟合结果的a 和b 分别对应上述关系式中的m 与lg A 。
对于方程式的关联，首先要有Nu 、Re 、Pr 的数据组。
其特征数定义式分别为Re ,Pr ,du Cp dNu ρμαμλλ===实验中通过改变空气的流量，以改变Re 值，根据定性温度（空气进出口温度的算术平均值）计算相应的Pr 值。
同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数值，进而求得Nu 的值。
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套管换热器传热实验实验报告数据处理
我们组做的是实验I :
1， Q=m s1c 1 △t 1
求K 得先求Q
Q=m s 1C 1△t 1 ,其中，C 1=所以得先求m s 1 , C 1， △t 1,
◇
1m s1
=V s1
ρ 要得求V s1，V s1=u 1A ，V s1 =C 0A 0ρρρ/o (2）-gR C 0为空流系数，C 0=0.855,A 0为空口面积，A 0的计算方法如下：A 0 =π4
d 02
, d 0=20.32 mm,故 A 0= π4 ×（20.32
1000 ）2=3.243293×10-4 m 2
R 为压计差读数
A=π4 d 2
,d 为内管内径=20mm ， 用内插法求解空气密度 ρ 值 这样求得m s 1，
◇
2 C 1 的求法为先查表的相近温度下空气的C 值，然后用内插法求得对应平均温
度对应的的C 1值
◇
3
求△t 1=
t
△
t 1
,=
t
=
t 1
+ t
2
2
t 1 为进口温度 t 2 为出口温度
进口温度t 1的求解方法
由热电偶中的电位Vt ，按照公式求[]2
000000402.00394645.0t t V E t t
++=得
Et ，再由852.4901004.810608.1105574.15
43-⨯⨯+⨯=---t
E t 求得t 1值
出口温度t 2的求解方法
由热电偶中的电位Vt ，按照公式[]2
000000402.00394645.0t t V E t t
++=求得
Et ，再由852.49010
04.810608.1105574.15
43-⨯⨯+⨯=---t
E t 求得t 2值
由以上步骤求出 Q
2 ，由Q=KA △t m 求出K 值 K=
Q
A △t m
Q 由第一步已经求出，A 为内管内径对应的面积，A=2π
rL ,r=17.8mm=0.0178 m,
A=2×3.14×0.0178×1.224=0.13682362 m 2 3 ,求Re ，Nu
流体无相变强制湍流经圆形直管与管壁稳定对流传热时，对流传热准数关联式的函数关系为：
(,,)l
Nu f Re Pr d
=
对于空气，在实验范围内，Pr 准数基本上为一常数；当管长与管径的比值大于50 时，其值对 Nu 的影响很小；则 Nu 仅为 Re 的函数，故上述函数关系一般可以处理成：
m Nu aRe =
式中，a 和 m 为待定常数。
Re=du ρ μ
d=2×0.0178 m =0.0356 m , u=Vs/（π×0.01782
）μ
和ρ用内插法，先查表
的相近温度的μ，ρ，再用线性关系计算求得。
测量空气一侧管壁的中区壁温T W ，由热电偶按前面公式求得；由下式可以计算空气与管壁
的对流传热系数
()
W Q
A T t α=
-
式中，t ——空气进出口温度的平均值。
d
Nu αλ
=
d=0.0356 m ,λ还得用内插法求解，先找到相近温度的λ，假定λ的线性变化，求得λ。
然后用以下公式：
logNu mlogRe log α=+
m= logNu-log α logRe
可求得m ,再由 m
Nu aRe = a=Nu Re m 求得对应Re ，Nu 下的a 值。
然后做 Nu/Re 图
用计算机软件计算的数据汇总如下：
由计算机根据相关计算结果作出下图（双对数坐标图）
1、本实验装置采用热电偶测温，同时又装玻璃温度计，有什么必要？
答：实验是通过使用热电偶测量，再用相关公式计算得到比较准确的相应温度，与此同时，使用玻璃温度计进行测量起到校正的作用，证实验的精确性。
2、本实验装置和操作再哪些地方容易造成结果误差？如何尽量减少误差？
答：实验中存在的误差主要由于装置和操作千万的。
对于装置而言，由于其自身存在温度，从而引起测量的不准确。
以及在进行热电偶测温时，读数也会产生细微误差。
更为主要的是传热管由于老化，保湿效果不好，千万热损失，从而产生误差。
另外在读数时，由于液柱R 有波动，从而使Ro，Ro',R1-2读数不精确，这也是误差的来源之一，为减速小认上误差，在尽量待系统稳定后再进行读数并且改善传热管的保温效果。
3、蒸汽压力的变化会不会影响实验结果？
答：会影响，因为水蒸汽在它的饱和蒸汽压下才会仅发生相变而不发生温变，而本实验的T 只用一个温度，故蒸汽压变化下T会不准确造成实验影响。
4、比较实验所得的对流传热准数关联式与流体在圆形直管中作强制湍流时的经验公
式，两者是否矛盾？
答：实验结果与Ro,Ro'与R1-2有关，所得的对流准数关联式与液体在圆管中作强制湍流的经验公式不矛盾。
因为其中有少许误差都是人为和设备引起的，但大方向上它们是一致的。
5、对比实验所得的螺旋槽管与圆形光滑管内的对流传热准数关联式，可以说明什么问题？
答：对比后发现，螺旋管的水α以及Nu都比光滑管高证明加剧湍动的剧烈程度可使传热效果更好。
6、通过实验，你是如何理解总传热系数与对流传热系数的区别和联系的？
答：因为处于湍流区，由实验可知传热系数与对流传热系数存在一定的联系，当α1>>α2时，k=α2.
7、注意实验装置上疏水器和不凝气排出管的设置，说明它们各自所起的作用。
答：实验装置中装有疏水器，是为了使管内液体流速无巨大突变较平衡。
不凝气排出管是为了使气体排出顺畅。
在实验过程中要对阀门做均匀调节，在零至最大流量间确定相关流量分布，从而使曲线分布合理。