总传热系数的测定.doc(实验)
列管式换热器传热系数的测定实验报告
CB-4列管式换热实验报告一、实验目的1. 测定列管换热器的总传热系数。
2. 考察流体流速对总换热系数的影响。
3. 比较并流流动传热和逆流流动传热的特点二、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()()mp p t KA t t c m T T c m Q ∆=-=-=12222111 （1-1）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 ∙℃)； 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，℃；Tt图4－1间壁式传热过程示意图热、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 -----=∆ （1-2）列管换热器的换热面积可由式（1—3）算得，dL n A π⋅= （1-3）其中，d 为列管直径（因本实验为冷热流体强制对流换热，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 ∆=（1-4） 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 （1-5）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。
实验四传热系数测定实验
实验四 传热系数测定实验1．实验目的（1）观察水蒸汽在水平管外壁上的冷凝现象；（2）测定空气－水蒸汽在套管换热器中的总传热系数；（3）测定空气在圆形直管内强制对流时的传热膜系数及其与雷诺数Re 的关系。
2．基本原理在套管换热器中，环隙通以水蒸汽，内管管内通以空气，水蒸汽冷凝放热以加热空气，在传热过程达到稳定后，有如下热量衡算关系式（忽略热损失）：()()mW i i m i i p t t S t S K t t C V Q -=∆=-=αρ12由此可得总传热系数mi P i t S t t C V K ∆-=)(12ρ空气在管内的对流传热系数（传热膜系数） m w i P i t t S t t C V )()(12--=ρα上式中 Q ：传热速率，w ；V ：空气体积流量（以进口状态计），m 3/s ； ρ： 空气密度（以进口状态计），kg/m 3； C P ：空气平均比热，J/(kg ·℃)；K i ：以内管内表面积计的总传热系数，W/(m 2·℃)； αi ： 空气对内管内壁的对流传热系数，W/(m 2·℃)； t 1、t 2 ：空气进、出口温度，℃； S i ：内管内壁传热面积，m 2；Δt m ：水蒸气与空气间的对数平均温度差，℃；2121ln)()(t T t T t T t T t m -----=∆ T ：蒸汽温度（取进、出口温度相同），℃。
(t w －t )m ：空气与内管内壁间的对数平均温度差，℃；22112211ln )()()(t t t t t t t t t t w w w w m w -----=- t w1、t w2 ：内管内壁上进、出口温度，℃。
当内管材料导热性能很好，且管壁很薄时，可认为内管内外壁温度相同，即测得的外壁温度视为内壁温度。
流体在圆形直管内作强制湍流（流体流动的雷诺数Re ＞10000）时，对流传热系数αi与雷诺数Re 的关系可近似写成 ni A Re =α式中A 和n 为常数。
总传热系数的测定
总传热系数的测定一、实验目的1.了解换热器的结构，掌握换热器的操作方法。
2.掌握换热器总传热系数K 的测定方法。
3.了解流体的流量和流向不同对总传热系数的影响二、基本原理在工业生产中，要完成加热或冷却任务，一般是通过换热器来实现的，即换热器必须在单位时间内完成传送一定的热量以满足工艺要求。
换热器性能指标之一是传热系数K 。
通过对这一指标的实际测定，可对换热器操作、选用、及改进提供依据。
传热系数K 值的测定可根据热量恒算式及传热速率方程式联立求解。
传热速率方程式：Q =kS ∆t m（1）通过换热器所传递的热量可由热量恒算式计算，即Q =W h C ph （T 1－T 2）=W c C pc （t 2－t 1）＋Q 损（2） 若实验设备保温良好，Q 损可忽略不计，所以Q =W h C ph （T 1－T 2）=W c C pc （t 2－t 1） （3） 式中，Q 为单位时间的传热量，W ；K 为总传热系数，W/(m 2·℃)；∆t m 为传热对数平均温度差，℃；S 为传热面积（这里基于外表面积），m 2；W h ,W c 为热、冷流体的质量流量，kg/s ；C ph ,C pc 为热、冷流体的平均定压比热，J/(kg ·℃)；T 1,T 2为热流体的进出口温度，℃；t 1,t 2为冷流体的进出口温度，℃。
∆tm 为换热器两端温度差的对数平均值，即1212ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆（4） 当212≤∆∆t t 时，可以用算术平均温度差(212t t ∆+∆)代替对数平均温度差。
由上式所计算出口的传热系数K 为测量值K 测。
传热系数的计算值K 计可用下式进行计算：∑+++=S i R K λδαα1110计 （5）式中，α0为换热器管外侧流体对流传热系数，W/(m 2·℃)；αi 为换热器管内侧流体对流传热系数，W/(m 2·℃)；δ为管壁厚度，m ；λ——管壁的导热系数，W/(m 2·℃)；R S 为污垢热阻，m 2·℃/W 。
总传热系数测定实验报告
总传热系数测定实验报告总传热系数测定实验报告引言：传热是物质内部或不同物质之间热量传递的过程，对于工程领域来说，准确测定传热系数是非常重要的。
本实验旨在通过测定不同材料的总传热系数，探究热传导的规律，并提供准确的数据支持。
实验原理：总传热系数是指在热传导过程中，包括热传导、对流和辐射等多种传热方式的综合效果。
实验中，我们采用热板法来测定材料的总传热系数。
该方法通过在材料两侧分别加热和冷却的热板，测量两侧温度差和热流量，从而计算出总传热系数。
实验步骤：1. 准备工作：清洁实验台面，确保实验环境整洁；校准温度计，保证测量的准确性。
2. 将待测材料样品放置在热板之间，并确保与热板接触良好。
3. 打开热板的加热和冷却装置，使两侧的温度分别保持在设定的温度。
4. 在实验过程中，记录下材料两侧的温度和热流量，以便后续计算总传热系数。
5. 实验结束后，关闭热板装置，取下待测材料样品。
实验数据处理：根据实验记录的温度和热流量数据，我们可以计算出待测材料的总传热系数。
首先，根据热板的加热功率和冷却功率，计算出热流量。
然后，根据材料两侧的温度差和热流量，利用传热方程计算出总传热系数。
最后，对多组实验数据进行平均，得到最终的总传热系数。
实验结果分析：通过实验测定，我们得到了不同材料的总传热系数。
通过对结果的分析，我们可以发现不同材料的传热性能存在差异。
例如，金属材料通常具有较高的传热系数，而绝缘材料的传热系数较低。
这与材料的导热性能以及内部结构有关。
此外，我们还可以通过比较不同温度下的传热系数，研究材料的温度依赖性。
实验误差分析：在实验过程中，由于实验条件和仪器精度的限制，可能会引入一定的误差。
例如，温度计的精度、热板与材料接触的不完全等都会对实验结果产生影响。
为了减小误差，我们在实验中尽量保持实验环境稳定，同时进行多组实验并求平均值，以提高结果的准确性。
实验应用：总传热系数的测定在工程领域具有广泛的应用。
例如，在建筑领域，通过测定建筑材料的传热系数，可以评估其保温性能，为建筑节能提供依据。
非稳态传热平均总传热系数的测定
非稳态传热平均总传热系数的测定0422102李建国实验目的：1.通过对不同转速下平均总传热系数的测定，掌握使用夹套热转换器实验的组织方法。
2.初步建立平均总传热系数和转速之间的关系，加深对经验公式的了解。
实验原理：套管式换热器是化工生产中常用传热设备。
其基本实验原理如下换热器的传热速率Q可以表示为：Q=K*A m* △ T m式中：Q——单位时间传热量，J ;K --- 总传热系数，W/m・K;A m—传热面积，m；.订一—平均温差，K或°C=T m =[ （T蒸-T 进）-（T蒸-T 出）]/[ （InT 蒸-T 进）/ （T蒸-T 出）]如图所示，夹套式反应器中盛有质量为m kg的反应物，加热用水蒸汽压力为101.3kPa, 使反应物由室温升至80C，在该温度范围内平均比热为Cp，热交换器传热面积为A，搅拌浆可在0-600r/m可无级调速。
本实验采用夹套式反应釜测定平均总传热系数及平均总传热系数与转速的关系，由于搅拌浆不断搅拌，为非稳态过程，反应所需的时间：m*Cp T-T1* lnK*A T-T2式中：T ——反应加热所需时间/ST为蒸汽温度/K或°CT1 ――反应物初始温度/K或°CT2――反应物最终温度/K或°CCp――该温度范围内平均比热/J.kg1.K-1 K――平均总传热系数/ w/m2-K A—热交换面积/m m 反应器内反应物质量/kg如图，水蒸汽从夹套上部接管进入，冷凝水从下部接管排出。
在容器中加入搅拌浆，使液体强制对流，提高总传热系数。
同时在反应器溶液不同高度放置三个热电偶以监测反应过程中温度变化情况。
实验方法与步骤：1. 准备工作①将m kg 反应物加入夹套式热交换器中。
②各处装入热电偶，记录初始温度T1 ，室温T '，大气压力P0③管外101.3kPa 下蒸汽备用。
2．实验步骤方法一：①缓慢开启搅拌浆，设置转速n为50r/m,自由转动5min,使反应器内搅拌均匀，避免刚开始启动，各处速率不一样。
传热系数的测定实验
实验４ 传热系数的测定实验一、实验目的⒈ 测定流体在套管换热器内作强制湍流时的对流传热系数i α。
⒉ 并将实验数据整理成准数关联式Nu=ARe m Pr 0.4形式，确定关联式中常数A 、m 的值。
⒊ 了解强化传热的基本理论和采取的方式。
二、实验原理实验2-1 普通套管换热器传热系数及其准数关联式的测定⒈ 对流传热系数i α的测定 根据牛顿冷却定律im ii S t Q ⨯∆=α （4-1） 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 ∆—冷热流体间的平均温度差，℃。
()()221i i w m t t T t +-=∆ （4-2）式中：t i1，t i2—冷流体的入口、出口温度，℃；ｔw —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，由于管外使用蒸汽，近似等于热流体的平均温度。
管内换热面积：i i i L d S π= （4-3）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：)(12i i pi i i t t c W Q -= （4-4）其中质量流量由下式求得：3600ii i V W ρ=（4-5）式中：V i —冷流体在套管内的平均体积流量，m 3 / h ； c pi —冷流体的定压比热，kJ / (kg ·℃)； ρi —冷流体的密度，kg /m 3。
c pi 和ρi 可根据定性温度t m 查得，221i i m t t t +=为冷流体进出口平均温度。
t i1，t i2， t w ， V i 可采取一定的测量手段得到。
⒉ 对流传热系数准数关联式的实验确定流体在管内作强制湍流，被加热状态，准数关联式的形式为n i mii A Nu Pr Re =. （4-6）其中： i ii i d Nu λα=， i i i i i d u μρ=Re ， ii pi i c λμ=Pr 物性数据λi 、c pi 、ρi 、μi 可根据定性温度t m 查得。
传热综合实验测定列管换热器总传热系数
实验名称: 传热综合实验测定列管换热器一、实验内容测定列管式换热器的对流传热系数K。
二、实验目的通过测定列管换热器传热数据计算总传热系数K，加深对其概念的理解。
三、实验基本原理（1）传热过程基本原理传热是指由于温度差引起的能量转移，又称热传递。
由热力学第二定律可知，凡是有温度差存在时，热量就必然发生从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。
总传热系数K是评价换热器性能的一个重要参数，也是对换热器进行传热计算的依据。
对于已有的换热器，可以通过测定有关数据，如设备尺寸、流体的流量和温度等，然后由传热速率方程式（1-1）计算K值。
传热速率方程式是换热器传热计算的基本关系。
在该方程式中，冷、热流体的温度差△T是传热过程的推动力，它随传热过程冷热流体的温度变化而改变。
传热速率方程式Q=K×S×ΔTm （1-1）所以对于总传热系数K=Cp×W×(T2-T1)/(S×ΔTm)T2(1-2)式中：Q----热量(W)；S----传热面积(m2)；△Tm----冷热流体的平均对数温差(℃)；K----总传热系数(W/(m2·℃))；C P----比热容(J/(Kg·℃))；W----冷流体质量流量(Kg/s)；T2-T1----冷流体进出口温差(℃)。
（2）换热器简介列管式换热器：是固定管板式换热器，它是列管换热器的一种。
它由壳体、管束、管箱、管板、折流挡板、接管件等部分组成。
其结构特点是，两块管板分别焊于壳体的两端，管束两端固定在管板上。
它具有结构简单和造价低廉的优点。
开车前首先检查管路、各种换热器、管件、仪表、流体输送设备是否完好，检查阀门、分析测量点是否灵活好用。
四、实验方法及步骤1.实验准备：检查实验装置处在开车前的准备状态。
2.换热器实验：1）打开总电源开关。
2）打开列管式换热器热流体进口阀和列管式换热器冷流体进口阀。
传热系数测定的实验
传热系数测定的实验（水蒸气-空气体系）一.实验目的1.了解管套式换热器的结构2.观察水蒸气在水平换热管外壁上的冷凝现象，判断冷凝类型3.测定水蒸气—空气在换热器中的总传热系数K和对流给热系数a，加深对其概念和影响因素的理解。
4.学习线性回归法确定关联式Nu=ARe m pr0.4中常数A，m的值5.掌握热电偶测量温度的原理和方法二.实验原理1.总传热系数的测定在套管换热器中，环隙通以水蒸气，内管通冷空气，水蒸气冷凝放出热量加热空气。
当冷热液体在换热器内进行稳定传热时，该换热器同时满足热量衡算和传热速率方程，若忽略热损失，公式如下：Q=KAΔt m=q m c p(t2-t1)三．实验内容1.衡量水蒸气-空气通过换热器的总传热系数K对实验数据进行线性回归，求出准数方程Nu=ARe m pr0.4中的常数A，M的值2.通过计算分析影响总传热系数的因素四.实验装置来自蒸汽发生器的水蒸气进入不锈钢套管换热器，与来自风机的空气进行热交换，冷凝水通过管道排入地沟，冷空气经转自流量计进入套管换热器内管热交换后装置。
实验流程如图：五．实验步骤1.检查蒸汽发生器的仪表和水位是否正常。
2.打开换热器的总电源开关，打开仪表电源开关，观察仪器读数是否正常。
3.当蒸汽压稳定后，排除蒸汽发生器到实验装置之间管道中的冷凝水，防止夹带冷凝水的蒸汽损坏压力表及压力变送器。
4.打开换热器内的不凝性气体排除阀。
5.刚开始通入蒸汽时，要仔细调节蒸气进口阀的开度，让蒸气徐徐流入换热器中，逐渐加热，由冷态转变为热态，不得少于10MIN。
6.恒定空气流量，改变蒸气压，测量4组实验数据。
改变客气流量，恒定蒸汽压，测量4组数据7.实验完毕，清理实验场地。
传热系数测定的实验（水-热空气体系）一.实验目的1.了解列管式换热器的结构。
2.测定水-热空气在换热器中的总传热系数K和对流给热系数α加深对其概念影响因素的理解。
3.学习线性回归法确定关联式Nu=ARe m pr0.4中常数A，m的值4.掌握热电偶测量温度的原理和方法二．实验原理在列管式换热器中，壳程通冷水，管程通热空气，热空气冷却放热加热水。
化工原理实验报告三空气总传热
实验三、总传热系数与对流传热系数的测定一、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、实验原理本实验采用套管式换热器，热流体走管间，为蒸汽冷凝，冷流体走内管，为空气。
该传热过程由水蒸气到不锈钢管外管壁的对流传热、从外管壁到内管壁的传导传热、内管壁到冷水的对流传热三个串联步骤组成。
图1. 传热实验装置流程图1-空气流量调节阀 2-转子流量计 3-蒸汽调节阀 4-蒸汽压力表 5-套管换热器 6-冷凝水排放筒 7-旋塞 8-空气进口温度计 9-空气出口温度计 10-不凝气排放口套管换热器5由不锈钢管（或紫铜管）内管和无缝钢外管组成。
内管的进出口端各装有热电阻温度计一支，用于测量空气的进出口温度。
内管的进、出口端及中间截面外壁表面上，各焊有三对热电偶，型号为WRNK-192。
不锈钢管规格Φ21.25⨯2.75，长1.10米 S=πd o L=0.0734m 2 紫铜管Φ16⨯2，长1.20米 S=πd o L=0.0603m 2 转子流量计（空气，0~20m 3/h ，20℃）数字显示表SWP-C40 此设备的总传热系数可由下式计算：mt S Q K ∆⋅=其中 ()()出进出进t T t T t T t Tt m -----=∆ln式中：Q ——传热速率，W ；S ——传热面积，m 2；S=πd o L;m t ∆——对数平均温度差，℃T ——饱和蒸汽温度，℃，根据饱和蒸汽压力查表求得；出进、t t ——分别为空气进、出口温度，℃。
通过套管换热器间壁的传热速率，即空气通过换热器被加热的速率，用下式求得：()进出t t c m Q p s -⋅⋅=， W其中，C p 应取进、出口平均温度下空气的比热容。
W=V s ⋅ρ，其中ρ为进口温度下空气的密度。
对流传热系数的计算公式为m t S Q ∆⋅⋅=α式中S ─内管的内表面积，m 2；α─空气侧的对流传热系数，W/(m 2⋅︒C)；∆t m ─空气与管壁的对数平均温度差，︒C 。
化工实验报告-传热系数的测定
太原师范学院实验报告Experimentation Report of Taiyuan teachers College系部：化学系年级：大四课程：化工实验姓名：学号：日期：2012/10/15项目: 气体强制对流传热系数的测定一、实验目的：1.熟悉传热设备；2.了解传热原理和强化传热途径，分析热交换过程的影响因素；3.测定热流体空气与冷流体水在并流和逆流条件下的总传热系数K；4.测定努赛尔数Nu和雷诺数Re之间的关系，确定他们的关联式。
二、实验原理：传热过程按其方式可分为热导传热、对流传热和辐射传热三种。
在工业生产上的传热过程中，按冷流体和热流体的接触方式可分为直接接触式、间壁式和蓄热式三种。
本实验采用的单套管式换热器为间壁式传热，其热流体为热空气，冷流体为水，热空气与水在套管内进行传热，传热方程为：q=K*A*△t m式中：q为传热速率（W）；K为总传热系数（W*m-2*k-1）A为热空气—水间的传热面积（套管换热器的内管平均面积A=π*d m*L，d m为内管内外径的平均值，L为套管换热器套管的长度）；△t m 为热空气与冷却水间的平均温度差【△t m =（△t1 +△t2 ）/ (ln△t1 -ln△t2 )，℃或K】，△t1 和△t2 分别为换热器两端的温度差。
在稳定传热过程中，热流体热空气通过换热器壁面将热量传给冷流体水，捂热量损失，两流体也未发生相变化，冷流体吸收热量与热流体放出热量相等，因此，传热速率Φ衡算式为：Φ=W g C p(T1-T2)式中：W g 为空气的质量流量（Kg*S-1）C p 为空气的比热容（K J*Kg*K-1）T1，T2分别为热流体俄进口和出口温度（℃或K）根据传热关系，传热系数是由以下几个分热阻的倒数组成，即式中：a1、a2分别为热空气和冷却水的给热系数（W*m-2*k-1）d1、d2分别为内管的内径和外径（m）, δ为内管的壁厚（m）;λ为内管的导热系数（W*m-2*k-1）。
传热系数的测定
12211221()()ln m T t T t t T t T t ---=-- t m Q KA = 12=2Q Q Q +12Q Q ==0Q 损22221()s p Q m C t t =-11112()s p Q m C T T =-一、实验目的1.了解换热器的结构，学会换热器的操作方法；2.测定换热器总的换热系数。
二、实验原理获得传热系数的途径：一是实验测定，二是用传热器的对流传热系数计算。
热量衡算方程式:理想状态下 ，则 ，取 ,A=n2πrlK —传热系数 Q —单位时间内冷热流体之间的热交换量，KJ/s(KW) ms1，ms2—热、冷流体的质量流量Kg/sCp1,Cp2—热、冷流体的定压热容KJ/Kg.KT1,T2—热流体进出口温度Kt1,t2—冷流体进出口温度Kn —列管根数三：实验步骤1、打开阀门，给热水槽和冷水槽注水；并加热热水槽中的水；2、关闭转子流量计的进口阀门，大家旁路阀门，然后开启水泵；3、保持冷流体流量不变，改变热流体流量，测五组数据；然后保持热流体流量不变，改变冷流体流量，测五组数据。
4、实验结束，关闭冷热流体阀门。
四：实验数据换热器：列管长L=0.7m 列管根数n=12根，双管程单壳程，直径d=22mm 序号 热流体 冷流体流量L/h 进口温度T1 出口温度T2 流量L/h进口温度t1 出口温度t2 1 550 38.6 34.5 650 23.4 25.4 2 800 38.7 35.4 650 24.2 26.3 3 1000 38.8 35.8 650 25.0 27.1 4 1300 38.5 36.1 650 25.9 28.5 5 1500 38.4 36.3 650 26.7 29.0 6 1000 38.5 35.8 800 27.8 29.7 7 1000 38.5 35.8 1050 28.3 30.0 8 1000 38.5 35.7 1200 28.7 30.3 9 1000 38.5 35.8 750 26.6 30.210 1000 38.4 35.4 1500 25.2 27.4五、数据处理根据第一组数据计算传热系数K ：1、求对数平均温差4.12211=-=∆t T t 2.11122=-=∆t T t ，因为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛<=∆∆211.121t t 故对数平均温差8.11221=∆+∆=∆t t t m 。
传热系数测定实验
实验四传热系数测定实验
1．实验目的
（1）观察水蒸汽在水平管外壁上的冷凝现象；
（2）测定空气－水蒸汽在套管换热器中的总传热系数；
（3）测定空气在圆形直管内强制对流时的传热膜系数及其与雷诺数Re的关系。
2．基本原理
在套管换热器中，环隙通以水蒸汽，内管管内通以空气，水蒸汽冷凝放热以加热空气，在传热过程达到稳定后，有如下热量衡算关系式（忽略热损失）：
由此可得总传热系数
空气在管内的对流传热系数（传热膜系数）
上式中 Q：传热速率，w；
V：空气体积流量（以进口状态计），m3/s；
ρ：空气密度（以进口状态计），kg/m3；。
实验七蒸汽-水总传热系数K的测定
实验七 蒸汽-水总传热系数 K 的测定、实验目的1、 掌握传热系数K 的测定原理；2、 掌握传热系数K 的测定方法及数据处理。
二、实验原理根据传热基本方程，已知传热设备的结构尺寸，只要测得传热速度 温度，即可算出 K (W/(m 2「C ))。
式中，A ——传热面积，m 2;△ t m ――冷、热流体的平均温差，C ； Q ――传热速率，W 。
Q =W 汽 r 。
式中，W 汽一一冷凝液流量，kg/s ;r ――冷凝液潜热，J/kg 。
A= n I d 夕卜。
三、实验装置及流程实验装置主体设备为“三根管”：汽-水套管、裸管和保温管。
这“三根管”与加热器、 汽包、测温计等组成整个测试系统，见图7-1。
加热器3将水加热成为水蒸汽后，水蒸汽进入到汔包 5中，阀11排除不凝气。
水蒸汽分别在保温管、裸管和套管冷凝传热，用量筒和秒表记录冷凝量和时间。
在套管中，水经 过高位槽由转子流量计计量后进入套管换热器壳层。
本试验使用蒸气一 水套管测定K 值,观察收集汽一水套管数据。
设备结构尺寸如下：(1) 汽-水套管：d 外=16mm 的紫铜管； (2) 管长 I =0.6m 。
Q ,以及各有关的 K=Q A t m.'tm「)—2)t 2 t1InInT「2T」2B图7-1 实验装置流程示意图⑴放水阀⑵电加热器⑶蒸汽发生器⑷加水阀⑸汽包⑹保温层⑺保温测试管⑻收集瓶⑼放水阀⑽裸管测试管（11）放汽阀（12）套管换热器（13）截止阀（14）高位槽（15）溢流口四、实验步骤及注意事项1、熟悉设备流程，检查各阀门的开关情况，排放汽包中的冷凝水；2、打开加热器进水阀，加水至液面计高度的2/3 ;3、将电热棒接上电源，并将调压器从0调至220V，待有蒸气后，再将调压器电压调低（160V-180V）;4、打开套管换热器冷却水进口阀，调节冷却水流量为某一值，一般5〜10L/h ;5、待传热过程达稳定后，分别测量单位时间的冷凝液量、汽温和水温；6、分别记录下表1#、2#、3#、4#、5#对应的温度为套管换热器进水温度如套管内壁温T w、套管外壁温度t w、出水温度t2、套管换热器收集瓶冷凝水温度T以及上表5汽包温度、上表6釜温；7、实验结束，切断加热电源，关闭冷却水阀。
传热系数测定实验报告
传热系数测定实验报告
实验目的：通过实验测定传热系数，分析传热过程中的热传递机制。
实验原理：传热系数是描述热量在单位面积上传递的能力的物理量。
在实验中，可以通过测定某个物体（如金属板）的两端温度差，以及已知的热导率、厚度和面积来计算传热系数。
实验材料和设备：
1. 金属板
2. 温度计
3. 热源
4. 温度控制装置
5. 热传导测试装置
实验步骤：
1. 将金属板与热源、温度控制装置连接，使金属板的一端接触热源，另一端与温度控制装置相连。
2. 将温度计插入金属板的两端，测量金属板两端的温度。
3. 调节温度控制装置，使金属板两端的温度保持稳定。
4. 根据已知的热导率、厚度和面积，计算出金属板传热系数。
实验结果：
根据实验测得的金属板温度差、热导率、厚度和面积，计算得到金属板的传热系数为XXX。
实验讨论：
根据实验结果，可以分析金属板传热过程中的热传递机制。
比较实验测得的传热系数与文献数值的差异，可以进一步分析实验误差的来源，并讨论实验的可靠性和精确性。
结论：
通过实验测定传热系数，可以得到某个物体在传递热量时的能力。
实验结果可用于热工工程、材料科学等领域的设计和分析。
在实验中需要注意测量的准确性和实验条件的控制，以确保实验结果的可靠性。
传热系数测定实验(精)
实验对流传热系数测定、实验目的1、掌握传热膜系数a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a准数关联式的理解，并分析影响a的因素，了解工程上强化传热的措施。
二、基本原理1•对流传热的核心问题是求算传热膜系数a,当流体无相变式对流传热准数关联式的一般形式为：N u=A • R e m• P r n• G p对于强制湍流而言，G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：0.4Lg（Nu/P r0.4）=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 r0.4•閒用图解法，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。
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。
2、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=du p /卩,P r=cpu / 入,Nu=ad/ 入实验中改变空气的流量以改变Re准数的值。
根据定性温度（空气近、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a值。
进而算得Nu准数值。
牛顿冷却定律：Q= a- A - △t m式中：a ---- 传热膜系数，［w/m2］被加热流体体积流量，m3/sQ ---- 传热量，［w］A 总传热面积，［m2］, A= n d i l△ t m――管臂温度与管内流体温度的对数平均温差，［C ］传热量Q 可由下式求得：Q=W • C p(t2-t i)/3600=p・V C p(t2-t i)/3600式中：w --- 质量流量，［kg/h］;Cp――流体定压比热，［J/kg C ］;t2、t1――流体进、出口温度，［C］；P定性温度下流体密度，［kg/m3］;3V ――流体体积流量，［m /h］。
传热系数的测定实验
实验４ 传热系数的测定实验一、实验目的⒈ 测定流体在套管换热器内作强制湍流时的对流传热系数i α。
⒉ 并将实验数据整理成准数关联式Nu=ARe m Pr 0.4形式，确定关联式中常数A 、m 的值。
⒊ 了解强化传热的基本理论和采取的方式。
二、实验原理实验2-1 普通套管换热器传热系数及其准数关联式的测定⒈ 对流传热系数i α的测定 根据牛顿冷却定律im ii S t Q ⨯∆=α （4-1） 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 ∆—冷热流体间的平均温度差，℃。
()()221i i w m t t T t +-=∆ （4-2）式中：t i1，t i2—冷流体的入口、出口温度，℃；ｔw —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，由于管外使用蒸汽，近似等于热流体的平均温度。
管内换热面积：i i i L d S π= （4-3）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：)(12i i pi i i t t c W Q -= （4-4）其中质量流量由下式求得：3600ii i V W ρ=（4-5）式中：V i —冷流体在套管内的平均体积流量，m 3 / h ； c pi —冷流体的定压比热，kJ / (kg ·℃)； ρi —冷流体的密度，kg /m 3。
c pi 和ρi 可根据定性温度t m 查得，221i i m t t t +=为冷流体进出口平均温度。
t i1，t i2， t w ， V i 可采取一定的测量手段得到。
⒉ 对流传热系数准数关联式的实验确定流体在管内作强制湍流，被加热状态，准数关联式的形式为n i mii A Nu Pr Re =. （4-6）其中： i ii i d Nu λα=， i i i i i d u μρ=Re ， ii pi i c λμ=Pr 物性数据λi 、c pi 、ρi 、μi 可根据定性温度t m 查得。
换热器的操作和总传热系数的测定
换热器的操作和总传热系数的测定一、实验目的1. 了解换热器的结构与工作原理。
2. 掌握换热器总传热系数的测定方法。
3. 了解换热器的操作方法与强化途径。
二、实验原理换热器在工业生产中是经常使用的设备。
热流体借助于传热壁面，将热量传递给冷流体，以满足生产工艺的要求。
影响换热器传热量的参数有传热面积、平均温度差和总传热系数三要素。
为了查阅文献外，换热器性能实测是重要的途径之一。
总传热系数是度量换热器性能的重要指标。
为了提高能量的利用率，提高换热器的总传热系数以强化传热过程，是生产实践中经常遇到的问题。
列管换热器是一种间壁式的传热装置，冷热液体间通过壁面完成传热过程。
由热流体对壁面的对流传热、间壁的固体传导和壁面对冷流体的对流传热三个传热子过程组成。
以冷流体侧传热面积为基准的总传热系数与三个子过程的关系为冷流体→壁面→热流体。
由此可知，通过分别考察冷热流体流量对传热系数的影响，可达到了解某个对流传热过程的性能。
若要了解对流给热过程的定量关系，可由非线性数据处理而得Hh C m C c A A A A K αλδα++=11这种研究方法是过程分解与综合实验研究方法的实例。
总传热系数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()()出进出进t t C G Q T T C G Q Pc c Ph h h -=-=c损Q Q Q c h +=换热器保温良好0=损Q则Q Q Q c h ==由于实验过程中存在随机误差，换热器的传热量为()2/c h Q Q Q +=换热器的操作优劣以传热不平衡度η度量，即%100⨯-=θθθηh 总传热速率方程式m t KA Q ∆=()()进出出进进出出进t T t T t T t T t m ----=∆ln上面各式中：K 为总传热系数；α为流体的给热系数；A 为换热器的传热面积；G 为流体的质量流量；Q 为传热量；C p 为流体的恒压热容；T 为热流体温度；t 为冷流体温度；△t 为传热温度差；η为操作不平衡；λ为固体壁的导热系数；δ为固体壁的厚度。
传热系数测定实验报告
传热系数测定实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过测定不同材料的传热系数，探究不同材料在传热过程中的特性，为工程应用提供参考数据。
二、实验原理。
传热系数是描述材料传热特性的重要参数，通常用λ表示。
传热系数的大小与材料的导热性能有关，一般情况下，金属材料的传热系数较大，而绝缘材料的传热系数较小。
实验中，我们将利用热传导定律，通过测定不同材料在传热过程中的温度变化，来计算传热系数。
三、实验材料和仪器。
1. 实验材料，铝板、铜板、塑料板。
2. 实验仪器，热导率测定仪、温度计、加热装置。
四、实验步骤。
1. 将铝板、铜板和塑料板分别放置在热导率测定仪上，并将加热装置加热至一定温度。
2. 记录不同材料在加热过程中的温度变化，利用温度计测量不同位置的温度，并记录数据。
3. 根据实验数据，利用热传导定律计算不同材料的传热系数。
五、实验数据和结果分析。
经过实验测定和数据处理，得到铝板、铜板和塑料板的传热系数分别为λ1、λ2、λ3。
通过对比分析，得出不同材料的传热特性。
结果显示，铝板的传热系数较大，表明铝板具有良好的导热性能；而塑料板的传热系数较小，表明塑料板的绝缘性能较好。
六、实验结论。
通过本次实验，我们成功测定了不同材料的传热系数，并得出了相应的结论。
传热系数的大小对材料的传热特性有着重要影响，对于工程应用具有重要意义。
本实验结果可为工程设计和材料选择提供参考依据。
七、实验总结。
本次实验通过测定不同材料的传热系数，探究了不同材料在传热过程中的特性。
在实验过程中，我们注意到了实验操作的细节和数据处理的方法，这对于实验结果的准确性和可靠性具有重要意义。
同时，我们也意识到了传热系数对材料性能的重要影响，这对于工程应用具有一定的指导意义。
八、致谢。
在此，特别感谢实验指导老师对本次实验的指导和支持。
同时也感谢实验室的同学们在实验过程中的合作与帮助。
以上为本次实验的全部内容，谢谢阅读。
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总传热系数测定实验
一、实验目的
1． 观察水蒸气在换热管外壁上的冷凝现象，并判断冷凝类型； 2． 测定饱和水蒸气在圆形管外壁上的冷凝给热系数；
二、基本原理
在套管换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以空气，水蒸气冷凝放热以加热空气，在传热过程达到稳定后，有如下公式：
V ρC P (t 2-t 1)=K A m t ∆
其中：
V ：空气体积流量，m 3/s
A ：内管的外壁的传热面积，m 2 ρ：空气密度，kg/m 3
C P ：空气平均比热，J/(kg ℃)
t 1、t 2：空气进、出口温度，℃
T 1、T 2：蒸汽进、出口温度，℃
m t ∆：对数平均温差，℃ 1
2211221ln
)
()(t T t T t T t T t m -----=
∆
若能测得被加热流体的V 、t 1、t 2，内管的换热面积A 以及水蒸气温度T 1、T 2，即可计算实测的水蒸气（平均）冷凝给热系数。
三、实验装置与流程
实验装置如下图
水蒸气～空气换热流程图
来自蒸汽发生器的水蒸气进入玻璃套管换热器，与来自风机的风进行热交换，冷凝水经疏水器排入地沟。
冷空气经孔板（转子）流量计进入套管换热器内管（紫铜管），热交换后排出装置外。
2．设备与仪表规格
（1）紫铜管规格：直径φ21×2.8mm，长度L=1000mm
（2）外套玻璃管规格：直径φ100×5mm，长度L=1000mm
（3）压力表规格：0～0.1MPa
四、实验步骤与注意事项
1．打开总电源空气开关，打开仪表及巡检仪电源开关，给仪表上电。
2．打开仪表台上的风机电源开关，让风机工作，同时打开冷流体入口阀门，让套管换热器里冲有一定量的空气。
3．打开冷凝水出口阀，注意只开一定的开度，开的太大会让换热桶里的蒸汽跑掉，关的太小会使换热玻璃管里的蒸汽压力集聚而产生玻璃管炸裂。
4．在做实验前，应将蒸汽发生器到实验装置之间管道中的冷凝水排除，否则夹带冷凝水的蒸汽会损坏压力表及压力变送器。
关闭蒸汽进口阀门，打开装置下面的排冷凝水阀门，让蒸汽压力把管道中的冷凝水带走，当听到蒸汽响时关闭冷凝水排除阀。
5．刚开始通入蒸汽时，要仔细调节蒸汽进口阀门的开度，让蒸汽徐徐通入换热器中，
逐渐加热，由“冷态”转变为“热态”，不得少于10分钟，以防止玻璃管因突然受热、受压而爆裂。
6．当一切准备好后，打开蒸汽进口阀，蒸汽压力调到0.01Mpa，并保持蒸汽压力不变。
（可通过调节排不凝性气体阀以及蒸汽进口阀来实现。
）
7．调节转子流量计调节空气流量，等稳定后记录实验数值；改变不同流量，记录不同流量下的实验数值。
8．记录8～10组数据，完成实验。
关闭蒸汽进口阀继续通空气，等系统温度降到80℃以下，关闭空气进口阀，关闭仪表电源和风机的电源。
9．关闭蒸汽发生器。
五、实验数据记录及处理
1．数据记录
六、实验报告
1．计算各冷流体总传热系数。
2．说明蒸汽冷凝给热系数的实验值和冷流体给热系数实验值的变化规律。
七、思考题
1．实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响?
2．蒸汽冷凝过程中，若存在不冷凝气体，对传热有何影响、应采取什么措施？
3．实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响？如何及时排走冷凝水？
4．如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对α关联式有何影响？。