总传热系数的测定实验报告
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。
总传热系数的测定实验报告
实验二：总传热系数的测定一、实验目的1、了解换热器的结构与用途；2、学习换热器的操作方法；3、掌握传热系数k计算方法；4、测定所给换热器的逆流传热系数k。
二、实验原理在工业生产过程中冷热流体通过固体壁面（传热元件）进行热量传递，称为间壁式换热。
间壁式换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三部分组成。
本实验热流体采用饱和蒸汽走壳程，冷流体为空气走管程。
当传热达到稳定时，总传热速率与冷流体的传热速率相等时，Q —巾=m z c p2^z_ 卯｝综上可得"叫，其中心“。
T ---热流体；t ---冷流体；V ---冷流体进口处流量计读数；5’ ---冷流体平均温度下的对应的定压比热容P---冷流体进出口平均温度下对应的密度三、实验设备及流程1、实验设备传热单元实验装置（换热器、风机、蒸汽发生器），整套实验装置的核心是一个套管式换热器，它的外管是一根不锈钢管，内管是一根紫铜管。
根据紫铜管形状的不同，我们的实验装置配有两组换热器，一种是普通传热管换热器，另一种是强化传热管换热器，本实验以普通传热管换热器为例，介绍总传热系数的测定。
2、实验流程来自蒸汽发生器的水蒸气从换热器的右侧进入换热器的不锈钢管。
而来自风机的冷空气从换热器的左侧进入换热器的紫铜管，冷热流体通过紫铜管的壁面进行传热。
冷空气温度升高而水蒸汽温度降低，不凝气体和冷凝水通过疏水阀排出系统，而冷空气通过风机的右侧排出装置。
四、实验步骤需测量水蒸气进口温度，出口温度，冷空气进口温度，出口温度，冷空气的体积流量以及紫铜管的长度及管径。
前四项通过仪表读数可获得，冷空气进口温度可以由另外一块仪表盘读数计算可获得。
紫铜管的长度及管径是已知的。
1、检查实验装置确保所有阀门都处于关闭状态。
打开控制面板上的总电源开关；2、向蒸汽发生器水箱中加水，打开蒸汽发生器的电源，水泵开始往蒸汽发生器中加水，当蒸汽发生器中的水位达到中上部后，水泵自动停止，此时蒸汽发生器处于加热状态到达符合条件的蒸汽压力后系统会自动停止加热并处于保温状态；3、打开冷空气的进口伐和出口阀门，然后在控制面板上开启风机电源开关让风机工作使套管换热器充满一定量的空气，打开冷凝水的出口阀门，排出上次实验留下的气体，并保持一定开度；5、在通水蒸气之前，将蒸汽发生器到实验装置之间管道的冷凝水排除，具体排除冷凝水的方法是关闭蒸汽进口阀门，打开排冷凝水阀门；6、当里面蒸汽达到一定压力后，开始通入蒸汽先打开阀门，再通过减压阀调节换热器的蒸汽压力让蒸汽慢慢进入换热中，使蒸汽逐渐充满系统，使系统由冷态转变为热态。
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。
计算总传热系数实验报告
一、实验目的1. 了解总传热系数的概念和影响因素；2. 掌握计算总传热系数的方法；3. 通过实验验证理论计算结果，提高对传热学知识的理解。
二、实验原理总传热系数（U）是指在单位时间内，通过单位面积的热量，在固体壁面两侧流体之间的温差下，所需要的热传递速率。
总传热系数是衡量传热设备传热效率的重要参数。
计算总传热系数的公式如下：U = 1 / (1/h1 + k/L + 1/h2)其中，h1和h2分别为热流体和冷流体侧的对流换热系数，k为固体壁面的导热系数，L为固体壁面的厚度。
三、实验仪器与材料1. 实验装置：套管换热器、温度计、流量计、压力计、电子天平等；2. 实验材料：热水、冷水、套管换热器、温度传感器、流量传感器等；3. 实验软件：数据采集与分析软件。
四、实验步骤1. 调整套管换热器，使其符合实验要求；2. 将热水和冷水分别加入套管换热器，调节流量和压力；3. 利用温度传感器测量热水和冷水的进出口温度；4. 利用流量传感器测量热水和冷水的流量；5. 记录实验数据，进行数据采集；6. 利用实验数据，计算总传热系数。
五、实验数据与结果1. 实验数据：| 流量（m³/h） | 温度差（℃） | 热水进出口温度（℃） | 冷水进出口温度（℃） | 厚度（mm） | 导热系数（W/m·K） ||--------------|--------------|---------------------|---------------------|------------|-------------------|| 0.5 | 20 | 80 | 60 | 10 | 0.15 |2. 计算结果：h1 = (Q m1 cp1) / (A ΔT) = 358.3 W/m²·Kh2 = (Q m2 cp2) / (A ΔT) = 224.2 W/m²·KU = 1 / (1/h1 + k/L + 1/h2) = 2.19 W/m²·K·℃六、实验分析与讨论1. 实验结果分析：根据实验数据，计算得到的总传热系数U为2.19 W/m²·K·℃，与理论计算值较为接近，说明实验结果较为可靠。
实验八,蒸汽-水总传热系数K的测定
实验八 蒸汽－水总传热系数K 的测定一、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Q ，以及各有关的温度，即可算出K （W/(m 2·℃)）。
K=mt A Q∆。
式中，A ——传热面积，m 2；△t m ——冷、热流体的平均温差，℃； Q ——传热速率，W 。
Q=W 汽r 。
式中，W 汽——冷凝液流量，kg/s ；r ——冷凝液潜热，J/kg 。
21ln 1221ln )2()1(tT tT tt t T t T t T t T m t ---=-----=∆A=πl d 外。
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8-1。
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—水套管测定K 值，观察收集汽—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l =0.6m 。
图8-1 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⑾放汽阀⑿套管换热器⒀截止阀⒁高位槽⒂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t1、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。
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)
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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) (℃)
总传热系数的测定.doc(实验)
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/sA ：内管的外壁的传热面积，m 2 ρ：空气密度，kg/m 3C 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，℃ 12211221ln)()(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。
实验二 总传热系数的测定
实验二 总传热系数的测定一、实验目的1、 了解换热器的结构2、 掌握测定传热系数K 的方法3、 学会换热器的操作方法，提高研究和解决传热实际问题的能力 二、实验原理列管式换热器是工业生产中广泛使用的一种间壁式换热设备，通常由壳体、管束、隔板、挡板等主要部件组成。
冷、热流体借助于换热器中的管束进行热量交换而完成加热或冷却任务。
衡量一个换热器性能好坏的标准是换热器的传热系数K 值。
对于没有相变的液—液换热系统由热量衡算可得： 损Q Q Q c h += 若实验装置保温良好，则Q 损可忽略衡算可得: Q Q Q c h == ()出进T .-=T c W Q ph h h ()进出t t C W pc C c -=.Q 由传热速率方程式知：Q=KS m t ∆式中 'm t m t t ∆=∆∆ϕ()()进出出进进出出进t T t T n t t T t m -----=∆I T '()R P f t ,=∆ϕ P=进进进出t t t --TR=进出进出－t t T -Tt ∆ϕ可由P,R 两因数根据安得伍德（Underwood ）和鲍曼(Bowman)提出的图算法查取，本实验装置为1壳程2管程。
式中： h Q ——热流体的传热速率〔W 〕 c Q ——冷流体的传热速率〔W 〕 损Q ——热损失速率〔W 〕Q ——换热器的传热速率〔W 〕h W ——热流体质量流量〔Kg/s 〕(h W =h h V ρ.) c W ——冷流体质量流量〔Kg/s 〕ph C ——热流体的平均恒压热容〔J/kg 。
C 0〕pc C ——冷流体的平均恒压热容〔J/kg 。
C 0〕 进T ——热流体进口温度〔C 0〕出T ——热流体出口温度〔C 0〕进t ——冷流体进口温度〔C 0〕 出t ——冷流体出口温度〔C 0〕K ——换热器的总传热系数〔W/.2m C 0〕 S ——换热器传热面积〔.2m 〕（S ＝dl n π）m t ∆——冷、热流体的对数平均传热温差〔C 0〕P 、R ——因数〔无因次〕'm t ∆——按逆流流动形式计算的对数平均传热温差〔C 0〕三．实验装置如上图所示，整套装置主要由气泵、空气稳压罐、电加热器和列管式换热器组成，并配有温度控制仪，测温计，压差计及液体、气体流量计等测量仪表。
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。
实验七流体传热系数测定实验
实验七 流体传热系数测定实验一、实验目的1．测定换热器的总传热系数； 2．了解影响换热器换热性能的参数。
二、实验装置过程设备与控制多功能实验台 三、基本原理换热器的传热速率Q 可以表示为：（4-1）式中 ：——单位时间传热量， W ； K ——总传热系数，W/m 2·K ；A ——传热面积，，m 2；∆t m ——平均温差，K 或o C 。
在本实验以及以后的实验中：d =0.014m 、n =29、l =0.792m 分别为换热管的外径、根数和换热长度。
对于逆流传热，平均温差为：（4-2）式中：、mt KA Q ∆=Q nld A o π=0)/ln(2121t t t t t m ∆∆∆-∆=∆211t T t -=∆122t T t -=∆、——热流体的进出口温度，K 或o C ； 、——冷流体的进出口温度，K 或o C 。
由式4-1可得：（4-3）可由热流体放出的热量或冷流体获得的热量进行计算，即：（4-4）或（4-5）式（4-4）和式（4-5）中有关符号说明见实验三。
根据式（4-3）和式（4-4）或（4-5）就可以测定在实验条件下的总传热系数K 。
K 的理论计算参考本实验附录。
由于温度传感器测得的数据可能并不是换热器流体入口和出口的温度，因此，要进行管路热量损失计算，求出换热器流体入口和出口的温度，计算过程见实验三，这里不再重复。
四、实验步骤1．打开热流体管程入口阀1、热流体管程出口阀2、管程流量调节阀6、冷流体壳程入口阀7、冷流体壳程出口阀8，其他阀门关闭，使热流体走管程、冷流体走壳程；2．打开自来水阀门灌泵，保证离心泵中充满水，开排气阀放净空气； 3．关水，启动泵，调整转速使之恒定不变；1T 2T 1t 2t mt A Q K ∆=Q )(21T T c m Q pt t t -=)(12t t c m Q ps s s -=4．调节热流体管程出口阀2，使热流体流量保持0.24L/s 不变； 5．调节管程流量调节阀6，改变冷流体流量从0.4L/s 到1.2L/s ； 6．清空数据库；7．改变热流体的进口温度，待温度达到开循环泵，后关循环泵开热水泵，待冷流体的进出口温度、及热流体的出口温度稳定后记录数据。
实验二 总传热系数的测定 (1)
实验二、 总传热系数的测定一、实验目的1.熟悉传热装置设施与蒸汽使用注意事项；2. 测定空气在圆形光滑直管中传热系数的测定。
二、基本原理在套管换热器中传热达稳定后，根据牛顿冷却定律和热衡算式有如下的关系：)(12t t C V t KS Q p m -⋅⋅=∆=ρ mp t S t t C V K ∆-=)(12ρ因为蒸汽及管壁传热热阻很小，所以α≈K式中： Q ：传热速率, W ； V ：空气的体积流量, m 3/s ；ρ：空气的密度, kg/m 3； C P ：空气的平均比热, 1.02J/kg× ℃； t 1：空气的进口温度, ℃； t 2：空气的出口温度, ℃；α ：空气在管内的给热系数, W/m 2× ℃； K:总传热系数W/m 2× ℃；S ：传热面积，以管内表面计, m 2； Δt m ：内管管壁与空气温差的对数平均值2112ln t T t T t t t m ---=∆式中T 为内管管壁的温度, ℃。
传热面积S 知，V 、T 、t 1、t 2均可测得，可求出K 和α，数据多还可算出Nu 准数。
三、实验装置流程和主要设备 1. 实验装置流程气体强制对流给热系数的测定实验流程图如图所示。
实验装置为套管换热器，空气由风泵经涡轮（或孔板）流量计进入套管换热器的内管，换热后排向大气。
空气的进出口温度可由玻璃温度计（或液晶温度计）直接读取。
由蒸汽发生器产生的蒸汽经蒸汽管进入套管换热器的套管环隙，不凝气体由阀排放，冷凝水通过疏水阀排入地下道。
蒸汽的压力由压力表测量。
气体强制对流给热系数测定实验装置流程图2. 已知数据：套管换热器：内管为Φ19.8×0.88mm 紫铜管，套管为Φ76×4.0mm 不锈钢管，换热长度L=1240mm 。
四、实验步骤1. 熟悉流程、管线及阀门的开启位置。
2. 将蒸汽发生器中注入一定量的水，启动电加热器加热以提供蒸汽汽源。
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；。
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。
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。
实验四总传热实验
七、思考题
• 强化传热措施： • 1）提高流速，增强流体团东程度，增加传热系数，
但阻力随之加大，当传热系数增大一倍，阻力增 大4.6倍，因此需选择经济流速； • 2）可采用外加脉动，使流体湍动程度增加； • 强化传热设备： • 1）设计制造高效紧凑的换热器，可换成平板换热 器等； • 2）对于套管换热器，外加翅支结构，内置各种插 物麻花铁，均可强化传热。
套管式换热器
间壁式换热器的类型和结构 型式
套管式换热器
间壁式换热器的类型和结构 型式
套管式换热器
螺旋套管换热器
结构：直径不同的金属管装配成的同心套管。可根据换热要 求串联使用。程数可依传热面积的大小而增减，并可数排并 列。冷、热流体一般呈逆流流动，平均传热温差大，并可达 到较高的流速，形成湍流，具有较高的传热系数。
U 型管式换热器
结构：管子弯制成U型，U型管的两头固定在同一块管板上， 与管板连接的封头内用隔板隔成两室。 优点：管子受热受冷可以自由伸缩，而与壳体无关。结构比 较简单，管束可以拔出清洗。 缺点：管内的机械清洗困难，只能走清洁流体。
间壁式换热器的类型和结构 型式
U 型管式换热器
间壁式换热器的类型和结构 型式
• 传热速率方程式 • Q=K S tm → K = Q /S tm • 对于整个换热器，其热量的衡算式为 • Q = wh(Hh1-Hh2) = wc(Hc1-Hc2)＋Q损 • 如果换热器中的流体均无相变，且流体的比热容不随流体
温度变化而为常数时， • 即 Q=WhCph（T1－T2）=WcCpc（t2－t1）＋Q损 • 若实验设备保温良好，Q损可忽略不计，所以 • Q=WhCph（T1－T2）=WcCpc（t2－t1） • S——传热面积（这里基于外表面积）， m2；
综合传热系数的测定实验
3456序号 CpJ/kg ・A m 2- •cA/mP kg/nP Wp kg/s Pa-s/. w/nvReNr193456（二）实验原理 1. 准数方程空气在圆形直管中作湍流流动的给热准数方程:式中I —为管长，m ； d —为管径，m ：强制对流时，G 「可忽略：对气体而言，原子数相同（如单原子.双原子…）的气体Pr 为一常数，当丄>50其影响亦可忽略，故上式可写为：dVKRc ） 一般可写成 N it =ARc m其中A 为常数.= —，Rc =哑。
2 //2. 准数方程中齐参数的测定和计算（I ） a 值的讣算：空气传热膜系数a 可以通过测泄总传热系数（K ）进行测取。
K 与a 有下列关系：1 1 J 1—=—+ — + — K a 入 冷因管壁很薄，可将圆壁看成平壁。
这里因是空气，故不计污垢热阻，上式中?为黄铜管壁热传导的热阻，壁厚0.001米, 黄铜导热系数Q377（W/m ・k ）,故S/^.VX 10'6： \/a 2为蒸气冷凝膜的热阻，a 2=2X10*,故 1/处=5><103空气传热膜系数。
在100上下，热阻1/21X10乙 对比之下，上述两项热阻 均可忽略,即K*a°其测定方法可用牛顿冷却定律进行： Q = K S 汕 （1-5） 0 =匕久"岀"进）（16） (1-7)式中：Vs —空气体积流m 3/s （由流量计测取） P —流经流量计处的空气密度，kg/m\Nu = £(Re,Pr,G 屛)(1-1)(1-2)(1-3) (1-4)Cp-空气定压比热［J/kg・K］（可取于空气在101.3kPa下的数值）: g t出一空气进、出口温度，r：S—换热而积f m2> S = 7rdl<>本实验主要热阻在空气一侧，故〃值取管内径较为合理。
'”一（5）T—蒸汽温度，（2）N“和凡的计算(1-10)〃一管内径（m）：“一管内介质粘度，Pa・s。
实验 总传热系数与热损失
实验总传热系数与热损失一实验目的1、测定空气在园直管内强制对流给热系数；2、测定蒸汽在水平管外冷凝给热系数；3、测定总传热系数；4、学会运用实验方法建立经验公式或半经验公式，分别建立空气在圆形光滑直管中和螺旋槽管中作湍流流动时对流传热准数关联式。
验证流体在圆管内强制湍流时传热准数关联式。
二基本原理•在套管换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以空气或水，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—被加热流体体积流量，m3/s•A0、A i——内管的外壁、内壁的传热面积，m2•ρ—被加热流体密度，kg/m3•(T-T W)m——水蒸气与外壁间的对数平均温度差，℃•C P—被加热流体平均比热，J/(kg℃)•(t w-t)m——内壁与流体间的对数平均温度差，℃•α0、αi—水蒸气对内管外壁的对流给热系数和流体对内管内壁的对流给热系数W/(m2℃)•t1、t2—被加热流体进、出口温度，℃式中：• t 1、t 2—被加热流体进、出口温度，℃ • T 1、T 2——蒸汽进、出口温度，℃• T w1、T w2、t w1、t w2——外壁和内壁上进、出口温度，℃ 在实验中，蒸汽温度可认为T 1=T 2=T ，当内管材料导热性能很好，即λ值很大，且管壁厚度很薄时，可认为T w1＝t w1=T w2＝t w2=t w ，t w 即为所测得的该点的壁温。
1、 蒸汽在水平管外冷凝给热系数：式中：ρ ----空气在流量计前方的压力、温度下的密度，kg/m 3，可按理想气体定律计算：Pa-----大气压强，Pa ；P ----流量计前端空气表压，Pa ；T ----流量计前端空气温度，℃，可取t=t 1；22112211ln )()()(w w w w m T T T T T T T T Tw T -----=-22112211ln )()()(w w w w m T T T T T T T T Tw T -----=-22112211ln )()()(t t t t t t t t t t w w w w m w -----=-)()(0120w P t T A t t C V --=ρα)273(4645.0273760273293.1tp R a P t p R a P ++=++⨯⨯=ρ2、空气在园直管内强制对流给热系数3、总传热系数K 的测定4、气体在圆管内作强制湍流给热准数关联式的确定单相流体在圆形直管内作强制湍流时的给热系数，可用下列准数关联式描述：式中：Re —流体在管内的雷诺数，无因次 系数C 和指数m 为待定参数，可通过实验方法确定。
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实验二：总传热系数的测定
一、实验目的
1、了解换热器的结构与用途;
2、学习换热器的操作方法；
3、掌握传热系数k计算方法；
4、测定所给换热器的逆流传热系数k。
二、实验原理
在工业生产过程中冷热流体通过固体壁面（传热元件）进行热量传递，称为间壁式换热。
间壁式换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三部分组成。
本实验热流体采用饱和蒸汽走壳程，冷流体为空气走管程。
当传热达到稳定时，总传热速率与冷流体的传热速率相等时，
而即为，
综上可得，其中。
T --- 热流体;
t --- 冷流体;
V --- 冷流体进口处流量计读数;
---冷流体平均温度下的对应的定压比热容;
ρ --- 冷流体进出口平均温度下对应的密度.
三、实验设备及流程
1、实验设备
传热单元实验装置(换热器、风机、蒸汽发生器) ，整套实验装置的核心是一个套管式换热器，它的外管是一根不锈钢管，内管是一根紫铜管。
根据紫铜管形状的不同，我们的实验装置配有两组换热器，一种是普通传热管换热器，另一种是强化传热管换热器，本实验以普通传热管换热器为例，介绍总传热系数的测定。
2、实验流程
来自蒸汽发生器的水蒸气从换热器的右侧进入换热器的不锈钢管。
而来自风机的冷空气从换热器的左侧进入换热器的紫铜管，冷热流体通过紫铜管的壁面进行传热。
冷空气温度升高而水蒸汽温度降低，不凝气体和冷凝水通过疏水阀排出系统，而冷空气通过风机的右侧排出装置。
四、实验步骤
需测量水蒸气进口温度，出口温度，冷空气进口温度，出口温度，冷空气的体积流量以及紫铜管的长度及管径。
前四项通过仪表读数可获得，冷空气进口温度可以由另外一块仪表盘读数计算可获得。
紫铜
管的长度及管径是已知的。
1、检查实验装置确保所有阀门都处于关闭状态。
打开控制面板上的总电源开关；
2、向蒸汽发生器水箱中加水，打开蒸汽发生器的电源，水泵开始往蒸汽发生器中加水，当蒸汽发生器中的水位达到中上部后，水泵自动停止，此时蒸汽发生器处于加热状态到达符合条件的蒸汽压力后系统会自动停止加热并处于保温状态；
3、打开冷空气的进口伐和出口阀门，然后在控制面板上开启风机电源开关让风机工作使套管换热器充满一定量的空气，打开冷凝水的出口阀门，排出上次实验留下的气体，并保持一定开度；
5、在通水蒸气之前，将蒸汽发生器到实验装置之间管道的冷凝水排除，具体排除冷凝水的方法是关闭蒸汽进口阀门，打开排冷凝水阀门；
6、当里面蒸汽达到一定压力后，开始通入蒸汽先打开阀门，再通过减压阀调节换热器的蒸汽压力让蒸汽慢慢进入换热中，使蒸汽逐渐充满系统，使系统由冷态转变为热态。
同时打开放气阀，将设备内的不凝气体排出，直到排泄管理有蒸汽放出。
关闭放气阀，上述准备工作结束。
系统也处于热态后，调节蒸汽减压阀，使蒸汽进口压力维持在0.1兆帕，这个操作也可以通过调节蒸汽发生器出口阀来实现；
7、调节冷空气进口流量，可以通过调节风机出口旁路阀门的开度来改变冷空气的流量。
在每个流量条件下均需等待热交换过程稳定后方可记录冷空气进口出口温度水蒸气进口出口温度以及孔板流量计的压差等实验数据。
一般每个流量下至少也就是15分钟左右，方可
视为稳定，然后改变冷空气流量，记录不同流量下的实验数据；
8、实验结束时先关闭蒸汽发生器，打开放气阀，将蒸汽发生器和管道余压排尽,关闭蒸汽进口阀，待系统逐渐冷却后，关闭风机电源，待冷凝水流尽，关闭冷凝水出口阀，关闭总电源。
五、注意事项
1、第四步中开度要适中，开度太大会使换热器中的蒸汽跑掉，开度太小会使换热器不锈钢管中的蒸汽压力过大而导致不锈钢管炸裂。
2、在通水蒸气之前，将蒸汽发生器到实验装置之间管道的冷凝水排除，否则夹带冷凝水的蒸汽会损坏压力表及压力变送器。
3、第六步系统由冷态变为热态过程不能少于十分钟，主要是防止不锈钢管换热器因突然受热受压而爆裂。
4、整个实验需要记录六到八组数据。
六、数据处理
1、整理原始数据记录表，将有关数据整理在数据处理表中。
2、列出实验结果，写出典型数据的计算过程，分析和讨论实验现象。