光滑管传热综合实验
传 热 综 合 实 验
传 热 综 合 实 验一、实验目的1.通过对本换热器的实验研究，可以掌握对流传热系数αi 的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。
2.应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARemPr 0.4中常数A 、m 的值。
3.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，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、实验原理对于流体在圆形直管中作强制湍流时的对流传热系数的准数关联式可以表示成：n m C Nu Pr Re = （1）系数C 与指数m 和n 则需由实验加以确定。
对于气体，Pr 基本上不随温度而变，可视为一常数，因此，式（1）可简化为：m A Nu Re = （2）式中： λαd Nu 2=μρdu =Re 通过实验测得不同流速下孔板流量计的压差，空气的进、出口温度和换热器的壁温（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、外壁温度与壁面的平均温度近似相等），根据所测的数据，经过查物性数据和计算，可求出不同流量下的Nu 和Re ，然后用线性回归方法确定关联式m A Nu Re =中常数A 、m 的值。
三、 设备主要技术数据 1. 传热管参数:表1 实验装置结构参数2.空气流量计(1) 由孔板与压力传感器及数字显示仪表组成空气流量计。
空气流量由公式[1]计算。
（第1套）6203.00)(113.18P V t ∆⨯=………………………………………………………………[1] （第2套）6203.00)(113.18P V t ∆⨯=………………………………………………………………[1] 其中，0t V - 20℃ 下的体积流量，m 3/h ；P∆-孔板两端压差，Kpa1tρ-空气入口温度（及流量计处温度）下密度，kg/m 3。
(m3/h)与压差之间的关系。
(2) 要想得到实验条件下的空气流量V (m 3/h)则需按下式计算: 02732730t tV V t ++⨯= (2)其中，V -实验条件（管内平均温度）下的空气流量，m 3/h ；t -换热器管内平均温度，℃；t 1-传热内管空气进口（即流量计处）温度，℃。
传热综合实验
传热综合实验传热综合实验是化工、机械、材料等专业中的重要实验之一。
本实验旨在通过实践操作，让学生深入理解传热理论，并掌握传热实验技巧，了解传热实验设备的基本特点和使用方法。
本文将就传热综合实验进行详细介绍。
一、实验原理在传热综合实验中，通过传热器件和传热介质来掌握传热方式和表征物质的传热性能。
热源：热源是产生热量的装置，通常使用电加热方式。
传热介质：传热介质是传递热量的介质，如水、空气等。
传热器件：传热器件是介质和热源之间传热的设备，可分为对流传热、辐射传热、传导传热三种方式。
在实验中，通过热功率测量，流量测量，温度测量等操作，得出传热介质的传热性能参数，实现对传热规律的探讨和总结等目的。
二、实验设备传热综合实验设备一般包括热源、传热介质、传热器件和测量系统四部分。
1、热源：采用电阻加热，均匀升温，稳定加热；2、传热介质：水或空气，可根据不同的实验需要进行选择；3、传热器件：采用双管夹套式传热器，包括热器壳体、热器体、进出口、传热管等组成；4、测量系统：温度计、流量计、电压表等测量仪器。
三、实验过程传热综合实验主要包括三个步骤，即实验准备，实验操作，实验结果的处理及分析。
（1）检查实验仪器设备的工作状态以及正确性等，不能出现故障和问题；（2）加热热源，并控制加热电流，保持稳定，确保传热介质均匀受热；（3）调节传热介质的流量及其温度，保证传热介质的流速、温度、压力等参数符合实验要求；（4）对传热管的长度、直径、管壁材料、壁厚等进行测量和记录，为后续实验数据收集打下基础。
2、实验操作（1）调节传热介质的流量，保持稳定；（2）采集出口传热器的温度，通过计算可以推算出传热的热流，进而计算出传热系数；（3）采用热传导实验，测量传热壁板的温度分布，推算出传热系数；（4）采用加热器将热量通过辐射的方式传递到样品上，测量样品温度变化，进而计算得出热辐射传热系数。
3、实验结果的处理及分析（1）通过测量传热介质进口、出口的温度、流量、压力数据等，可得出介质的传热性能参数；四、实验注意事项（1）实验者必须具备基本的实验技能，正确操作和安装实验设备；（2）务必严格按照实验设计方案执行实验操作，掌握各种测量仪器的使用方法、精度和准确性；（3）实验过程中出现异常情况，要及时排除并进行记录，以保证实验数据的真实性；（4）实验结束后要认真整理实验设备，清洗干净所有仪器，保证设备干净整洁，方便下一次实验的开展。
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。
传热学实验三-对流传热实验2
传热学实验三-对流传热实验2实验三对流传热实验一、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实验装置结构参数实验内管内径di（mm）16.00实验内管外径do（mm）17.92实验外管内径Di（mm）50实验外管外径Do（mm）52.5总管长（紫铜内管）L（m）1.30测量段长度l（m）1.10蒸汽温度空气出口温度空气入口温度蒸汽压力空气压力孔板流量计测量空气流量图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；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。
传热综合实验报告
传热综合实验报告传热综合实验报告引言：传热是物质内部或不同物质之间热能传递的过程。
在工程领域中，传热的研究对于提高能源利用效率、改善工艺流程等方面具有重要意义。
本实验旨在通过实际操作，探究传热的基本原理和实际应用。
实验目的：1. 了解传热的基本概念和原理；2. 掌握传热实验的基本操作方法；3. 分析传热实验结果，探讨传热机制。
实验步骤：1. 实验前准备：准备实验所需材料和仪器设备，包括热导率测量仪、传热模型等；2. 实验一：热导率测量。
通过热导率测量仪测量不同材料的热导率，包括金属、塑料等；3. 实验二：传热模型实验。
选择一个传热模型，如平板散热器，将其加热并记录温度变化；4. 实验三：传热管实验。
将传热管加热并测量不同位置的温度，分析传热过程。
实验结果与分析：1. 热导率测量结果表明，不同材料的热导率存在较大差异。
金属材料的热导率较高，而塑料等非金属材料的热导率较低。
这与金属的晶体结构和电子传导机制有关；2. 传热模型实验结果显示，随着加热时间的增加，模型表面的温度逐渐升高，表明传热过程中热能从高温区传递到低温区；3. 传热管实验结果表明，在传热管的两端，温度差异较大，而在中间位置，温度差异较小。
这说明传热管的传热效果在两端较好，而在中间位置传热效果较差。
实验讨论：1. 通过热导率测量实验，我们了解了不同材料的热导率特性。
这对于材料选择和工程设计中的热传导问题具有指导意义；2. 传热模型实验结果表明，传热是一个由高温区向低温区传递热能的过程。
这与热力学第二定律相符合；3. 传热管实验结果提示我们，在传热过程中，传热效果会受到材料、管道长度等因素的影响。
因此，在实际工程应用中，需要考虑传热效果的优化。
结论：通过本次传热综合实验，我们对传热的基本原理和实际应用有了更深入的了解。
热导率测量结果表明不同材料的热导率存在差异，传热模型实验结果显示了传热的基本过程，传热管实验结果提示了传热效果受到多种因素影响。
传热综合实验报告
传热综合实验报告传热综合实验报告一、实验目的传热综合实验是为了让学生掌握传热基本原理和方法，以及学习各种传热方式的特点和应用。
通过实验，学生可以了解传热的基本规律、掌握传热过程中的数据处理方法，并能够运用所学知识分析和解决工程问题。
二、实验原理1. 传热基本概念传热是物质内部能量的转移，是由于温度差而引起的。
它包括三种方式：导热、对流和辐射。
导热是指物质内部分子之间的能量转移；对流是指物质内部或外部流体中，因温度差而引起的能量转移；辐射则是指物体表面发射出来的电磁波辐射。
2. 热导率测量在实验中，我们使用了稳态法测量铜棒、铝棒和不锈钢棒的导热系数。
稳态法测量时，在杆上选取两个距离L处，分别测量两点温度差ΔT1和ΔT2，并利用公式计算出杆上的导热系数λ。
在实验中，我们使用了水冷却装置对不锈钢棒进行对流传热实验。
通过测量水的进口温度、出口温度、水流量和杆表面温度，计算出对流传热系数h。
4. 辐射传热测量在实验中，我们使用了黑体辐射器和红外线探测仪对不同材料的辐射传热进行了测量。
通过调节黑体辐射器的温度和测量红外线探测仪的输出电压，计算出各种材料的辐射传热系数ε。
三、实验步骤1. 稳态法测量导热系数（1）将铜棒、铝棒和不锈钢棒依次放入加热器中加热。
（2）当杆上温度稳定后，在距离L处分别用两个温度计测量两点温度差ΔT1和ΔT2。
（3）根据公式λ=(P/kA)×L/ΔT求出导热系数λ。
2. 对流传热测量（1）将不锈钢棒插入水冷却装置中。
（2）调节水流量和水温，使其保持稳定状态。
（3）测量水的进口温度、出口温度、水流量和杆表面温度。
（4）根据公式h=q/(T1-T2)×A×(1-ε)求出对流传热系数h。
（1）将黑体辐射器加热至一定温度，并测量其输出电压。
（2）将不同材料的样品放置于黑体辐射器前方，并用红外线探测仪测量其输出电压。
（3）根据公式ε=V/V0×(T/T0)^4求出各种材料的辐射传热系数ε。
传热综合实验操作流程
传热综合实验操作流程
一、实验装置
本装置主体套管换热器内为一根紫铜管，外套管为不锈钢管。
两端法兰连接，外套管设置有一对视镜，方便观察管内蒸汽冷凝情况。
管内铜管测点间有效长度1000mm。
螺纹管换热器内有弹簧螺纹，作为管内强化传热与上光滑管内无强化传热进行比较。
列管换热器总长600mm，换热管ø10mm，总换热面积0.8478m2
二、操作步骤
1.实验前准备工作
⑴、检查水位，⑵、检查电源，⑶、启动检查触摸屏上温度、压力等是否显示正常。
⑷、检查阀门。
2.开始实验
启动触摸屏面板上蒸汽发生器的“加热控制”按钮，选择加热模式为自动，设置压力SV设定1.0~1.5kPa（建议1.0kPa）。
待TI06≥98℃时，打开光滑管冷空气进口球阀VA03，点击监控界面“循环气泵”启动开关，启动循环气泵，调节循环气泵放空阀门VA01，至监控界面PDI01示数到达0.4KPa，等待光滑管冷空气出口温度TI14稳定5min左右不变后，点击监控界面“数据记录”记录光滑管的实验数据。
然后调节循环气泵放空阀门VA01，建议在监控界面PDI01示数依次为0.5、0.65、0.85、1.15、1.5、2.0（KPa）时，重复上述操作，依次记录7组实验数据，完成数据记录，实验结束。
完成数据记录后可切换阀门进行螺纹管实验以及列管实验，数据记录方式同光滑管实验。
回答完毕。
实验5传热综合实验-装置1,2
器内加水，液位计将无法显示液位） 。其表面也包有保温层。 （4）风机为旋涡风机，输入功率为 750W，转速为 2800/min，风压为 11.7KPa，风量为 90m3/h。 （5）温度仪表：本装置上配置一块温度控制仪表，用于控制蒸发器温 度；温度显示模块可以直接显示所对应各点的温度。 （6）风量测量：转子流量计，测量范围：6-60m3/h。 （7）柜体在其面板可以控制整个实验的全过程。仪表开关下部都有对 应的标识。 （8）开关、指示灯 按下开关指示灯亮表明对应的工作正在运行，关
传热综合实验原始数据记录表
装置编号：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 气体流量 V（m3/h） 气体入口 t1（℃） 气体出口 t2（℃） 蒸汽入口 T1（℃） 蒸汽出口 T2（℃） tm (℃)
姓
名：_______________________________________________
Wo
式中
Vo 3600
Vo——冷流体在管中的平均体积流量(m /h) Cpo——冷流体的恒压比热(kJ/kg·℃)
3
——冷流体的密度（kg/m3）
t1 t 2 m t 出口平
均温度。 2、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、处于被冷却的状态，准数关联式的形式为： Nuo=A·Reo ·Pro
m n
其中
Nuo o do
o
Re
uo do
o
Cpo o o
Pro
物性数据 o 、Cpo、 o 可根据定性温度 tm 查得。 对于管外被冷却的空气，普朗特准数 Pr 变化不大，可以认为是常数， 则关联式的形式可简化为： Nuo=A · Rem · Pro0.4
实验五传热综合实验
实验五传热综合实验一、实验目的1、通过实验掌握传热膜系数α的测定方法，并分析影响α的因素；2、掌握确定传热膜系数准数关联式中的系数C和指数m、n的方法；3、通过实验提高对α关联式的理解，了解工程上强化传热的措施；二、基本原理对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变化时对流传热准数关联式一般形式为：Nu = C Rem Prn Grp对强制湍流，Gr准数可以忽略。
Nu = C Rem Prn本实验中，可用图解法和最小二乘法两种方法计算准数关联式中的指数m、n 和系数C。
用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re和Pr分别回归。
为了便于掌握这类方程的关联方法，可取n = 0.4（实验中流体被加热）。
这样就简化成单变量方程。
两边取对数，得到直线方程：在双对数坐标系中作图，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代入方程中得到系数C，即用图解法，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果。
应用计算机对多变量方程进行一次回归，就能同时得到C、m、n。
可以看出对方程的关联，首先要有Nu、Re、Pr的数据组。
雷诺准数努塞尔特准数普兰特准数d —换热器内管内径（m）α1—空气传热膜系数（W/m2·℃）ρ—空气密度（kg/m3）λ—空气的导热系数（W/m·℃）p—空气定压比热（J/kg·℃）实验中改变空气的流量以改变准数Re之值。
根据定性温度计算对应的Pr准数值。
同时由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数α值。
进而算得Nu准数值。
因为空气传热膜系数α1远大于蒸汽传热膜系数α2，所以传热管内的对流传热系数α1约等于冷热流体间的总传热系数K 。
则有牛顿冷却定律：Q =α1AΔtmA—传热面积（m2）（内管内表面积）Δtm—管内外流体的平均温差（℃）其中：Δt1= T-t1 , Δt2= T-t2T—蒸汽侧的温度，可近似用传热管的外壁面平均温度Tw（℃）表示Tw= 8.5+21.26×EE—热电偶测得的热电势（mv）传热量Q可由下式求得： Q= wp（t2-t1）/3600 =Vρp（t2-t1）/3600w —空气质量流量（kg/h）V—空气体积流量（m3/h）t1,t2—空气进出口温度（℃）实验条件下的空气流量V（m3/h）需按下式计算：—空气入口温度下的体积流量（m3/h）—空气进出口平均温度（℃）其中可按下式计算ΔP—孔板两端压差（KPa）—进口温度下的空气密度（kg/m3）强化传热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，更有效的利用能源和资金。
传热实验
、 该公式以空气算术平均温度作为定性温度，查取空气的
螺旋槽管强化传热是两种因素起作用，一是凸槽表面 起着人工粗糙度的作用，在凸槽前后产生边界层的分离加强 了径向混合，并因流体对凸槽的碰撞，提高了管内的湍流程 度，从而强化了传热；另一个因素是螺旋槽对近壁处流体运 动的限制作用，使流体作螺旋运动，对于相同的轴向速度而 言，螺旋运动的存在会提高流体与壁面间的相对运动速度，
2、流量计 本装置采用环室取压形式的“1/4圆喷嘴”流量计，这种流 量计比较适用于低雷诺数范围，它的孔流系数在低雷诺数范 围是常数，流量的计算公式和孔板相同，但因为测量气体，
应增加膨胀校正系数 ห้องสมุดไป่ตู้即：
Vs CS0
2gR(0 1)
Vs — 流量(压力为P， 温度为T时)(m3 / s)
C — 孔流系数
使冷端温度T0固定，即为某一常数，则对一定的热电偶材 料，其总热电势就只与热端温度T成单值函数关系，用下式
表示： y a0 a1x a2 x2 an xn
y ——代表热电偶总热电势 E x
x ——表示温度T或t a 是常数随热电偶性质不同而有不同的数值，由实验测定
当保持冷端温度不变时，只要用仪表测得热电势，
3、将扳键开关扳向“标准”，调节多圈变阻器，使检流 计 指零。
4、再将扳键开关扳向“未知”，调节步进读数盘和滑线 读 数盘，使检流计再次指零，未知电压按下式表示：
U=（步进盘读数+滑线盘读数）×倍率 5、在连续测量时，要求经常核对电位差计工作电流，防止 工作电流变化。
四、对实验报告中实验结果部分的要求 1、在双对数坐标纸上，以Nu与Re为座标，描出光滑
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：。
传热实验实验报告【范本模板】
姓名院 专业 班 年 月 日实验内容 指导教师 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） 套管换热器示意图传热实验姓名院 专业 班 年 月 日实验内容 指导教师式中：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） 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：姓名院 专业 班 年 月 日实验内容 指导教师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［℃］2、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：nr 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。
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。
实验五套管换热器传热实验（1）
实验五套管换热器传热实验（1）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 tV 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：),,(dlP 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(单管强化数字型)
传热实验（单管强化数字型）一、实验目的1、了解实验流程，各设备（风机、蒸汽发生器、套管换热器）结构；2、用实测法和理论计算法（假想光滑管）给出管内传热膜系数α测、α计、Nu 测、Nu 计及总传热系数K 测、K 计的值，进行比较。
3、在双对数坐标纸上标出Nu 测、Nu 计与Re 关系，最好用计算机回归出Nu 测与Re 关系，并给出回归的精度（相关系数R 及方差比F ）。
4、比较K 更接近αi 或α0。
二、实验原理1、管内Nu 、α的测定计算⑴、管内空气质量流量的计算G [Kg/S] 空气密度计算：ρ 1 Kg/m 3标准情况：P 0=101.325 kPa ， T 0 =273+20 K ， ρ0=1.205 Kg/m 3实际条件：P 1=P 0+P1 kPa P1—为进气压力表读数 kPa T 1 =273+t 1 K t 1—为进气温度010011ρρT p T p ⋅⋅=Kg/m 3 则实际风量为：V 1 m 3/h空气实际密度孔板压差，，孔面积，孔流系数，--∆⨯==-=-⨯∆⋅=-12400001201][10518.1014.09.036002ρρPa P A d A C P A C V 管内空气的质量流量为：G=V 1*ρ1 [Kg/h] ⑵、管内雷诺数Re 的计算因为空气在管内流动时，其温度、密度、风速均发生变化，而质量流量却为定值，因此，其雷诺数计算按下式进行：μπμρd G du Re ⋅==4上式中的物性数据μ可按管内定性温度t 定=(t 2+t 4)/2求出。
⑶、热负荷计算套管换热器在管外蒸汽和管内空气的换热过程中，管外蒸汽冷凝释放出潜热传递给管内空气，我们以空气为恒算物料流进行换热器的热负荷计算：根据热量衡算式： q=G*Cp*ΔtΔt ——空气的温升 Δt=t 4-t 2 [℃]C p ——定性温度下的空气恒压比热[KJ/Kg . k] G ——空气的质量流量[Kg/s]管内定性温度t 定=(t 2+t 4)/2⑷、α测定、努塞尔特准数Nu 测定值又由传热速度方程：q=αA Δt mα测定=[]k m kw q ⋅2m A· t Δ式中：A ——管内表面积 A=di πL [m 2] di=18mm L=1000 mmΔt m ——管内平均温度差Δt m =4523B A B A )t Δ/ t Δln( t Δ t Δt t t t t t B A -=∆-=∆-λαd Nu ⋅=测定测定⑸、α经验计算、努塞尔特准数Nu 计算值：α=0.023dλRe 0.8Pr 0.4上式中的物性数据λ，P r 均按管内定性温度求出。
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，℃。
化工传热综合实验
化工传热综合实验装置说明书化学与生物工程学院环境工程实训室2016．11一、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。
学会并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。
4。
由实验数据及关联式Nu=ARe mPr 0.4计算出Nu 、Nu 0,求出强化比Nu/Nu 0，加深理解强化传热的基本理论和基本方式。
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.对i α的实验数据进行线性回归，确定关联式Nu=ARe m Pr 0。
4中常数A 、m 的数值.4。
通过关联式Nu=ARe m Pr 0。
4计算出Nu 、Nu 0,并确定传热强化比Nu/Nu 0. 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。
因为i α〈<o α ，所以传热管内的对流传热系数≈i αK ，K （W/m 2·℃）为热冷流体间的总传热系数，且 ()i m i s t Q K ⨯∆=/ 所以： im ii S t Q ⨯∆≈α （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； mi t ∆—管内平均温度差，℃.平均温度差由下式确定： m w m i t t t -=∆ （2） 式中:m t —冷流体的入口、出口平均温度，℃; 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，由于管外使用蒸汽,所以t w 近似等于热流体的平均温度。
传热综合实验
实验2 传热综合实验一、实验目的1．通过对简单套管换热器的实验，掌握对流传热系数i α的测定方法。
应用线形回归分析方法，确定关联式4.0PrRe mA Nu =中常数A 、m 的值。
2．通过对强化套管换热器的实验，测定其准数关联式mB Nu Re =中常数B 、m 的值和强化比0/Nu Nu 。
3．套管换热器的管内压降Δp 和Nu 之间的关系。
二、实验原理1．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i α的测定对流传热系数i α可以根据牛顿冷却定理来实验测定：im ii S t Q ⨯∆=α，其中i α为管内流体对流传热系数，W/(m 2•℃)；i Q 为管内传热速率，W ；i S 为管内换热面积，m 2；Δt m 为内管壁温度与内管流体温度的平均温差，℃。
平均温差 ⎪⎭⎫⎝⎛--=∆221i i w m t t t t ，其中 21,i i t t 为冷流体的入口、出口温度，℃；t w 为壁面平均温度，℃。
而管内换热面积i i i L d S π=，其中d i 为内管管内径，m ；L i 为传热管测量段的实际长度，m 。
由热量衡算式()12i i pi i it t c W Q -=，其中质量流量由下式得3600ii i V W ρ=。
式中V i 为冷流体在套管内的平均体积流量，m 3/h ；pi c 为冷流体的定压比热，kJ/(kg•℃)；i ρ为冷流体的密度，kg/m 3。
pi c 和i ρ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。
（2）准数关联式的测定流体在管内作强制湍流，被加热状态下，准数关联式的形式为nmA Nu Pr Re =，其中i i i d Nu λα=，i i i i ud μρ=Re ，ii pi c λμ=Pr 。
i λ、pi c 、i ρ、i μ都可根据定性温度t m 查得。
经计算可知对于管内被加热的空气，普兰特准数变化不大，可看作常数，则关联式简化为4.0Pr Re m A Nu =。
传热实验指导
实验一 传热实验一、实验目的1、学习总传热系数及对流传热系数的测定方法；2、利用测定的对流传热系数，检验通用的给热准数关联式；3、应用传热学的概念和原理去分析强化传热过程等问题。
二、实验任务测定空气在圆形光滑直管中作湍流流动时对流传热准数关联式。
三、实验原理1、无相变时，流体在圆形直管中强制对流时的给热系数（亦称对流传热系数）的关联式为（1）λαd Nu =对空气而言，在较大的温度和压力范围内Pr 准数实际上保持不变，取Pr=0.7。
因流体被加热，故取b ＝0.4，Prb 为一常数，则上式可简化为：（） （2）将上式两边取对数得：(3)上式中～作图为一直线。
实验中改变空气的流速以改变值，同时根据牛顿冷却定律求出不同流速下的给热系数a ，得出数Nu 和数Re 之间的函数关系，由式（3）确定出式中的系数A 与指数a 。
2、根据传热速率方程：m t KS Q ∆=当管壁很薄时，可近似当成平壁处理。
且由于管壁材料为黄铜，导热系数大，可以忽略管壁传导热阻。
又因为在该传热实验中，空气走内管，蒸气走外管。
o i 《αα因此， 对流传热系数i α≈K 。
im i S t Q ⨯∆=α （4）式中：i α—管内流体对流传热系数，W/(m 2·℃)； Q —管内传热速率，W ； S i —管内换热面积，m 2；m t ∆—内壁面与流体间的温差，℃。
3、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 Cp W Q m m -= （6） 其中质量流量由下式求得：3600m m m V W ρ=式中：Q ：传热速率, W ； Vm ：空气的体积流量, m3/s ；ρm ：空气的密度, kg/m3； ：空气的平均比热, J/kg× ℃；t1：空气的进口温度, ℃； t2：空气的出口温度, ℃； Δtm ：内管管壁与空气温差的对数平均值（5）式中T 为内管管壁的温度, ℃。
t 1，t 2 —空气的入口、出口温度，℃；管内换热面积： i i L d S π= （7） 式中：d i —内管管内径，m ；L i —传热管测量段的实际长度，m 。
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⒈ 实验名称
光滑管气体给热系数测定实验
⒉ 实验目的
①掌握对流传热系数α的测定方法；并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。
②掌握孔板流量计的使用。
③掌握DC-3A 微音气泵的使用。
⒊ 实验基本原理
空气在圆形直管中作湍流流动的给热准数方程：
),
,,(01d l
Gr P R f N r e u = 强制对流时，G r 可忽略；对气体而言，原子数相同的气体Pr 为一常数，当
50>o
d l
其影响亦可忽略，故上式可写为：(Re)
f N u =
一般可写成
n
e u AR N =
两边取对数 e u R n A N lg lg lg += μ
ρλαdu Re d N Re N A u n e ===
，， 。
α值的计算：空气传热膜系数α可以通过测定总传热系数（K ）进行测取。
K 与
α有下列关系：
2
S 1
1K 1αλδα++= 因管壁很薄，可将圆壁看成平壁；因是空气，故不计污垢热阻。
又因是黄铜管壁
且很薄， 1/α2为蒸气冷凝膜的热阻，α为空气传热膜系数，对比之下，21
αλδ、
s 两项热阻均可忽略，即K ≈α，故
m
p s t A t t c V K ∆-=
≈）
进出( ρα
本实验主要热阻在空气一侧，故d 值取管内径较为合理。
出进进
出出进出进t T t T t
t t T t T t T t T t m ---=-----=
∆ln ln )()(
⒋ 实验所需仪器装置
疏水阀
温度巡检仪
风机
温度巡检仪
图1 2型传热实验装置示意简图
蒸汽发生器
流量调节阀
孔板流量计
压差计变送器
⒌ 实验步骤及内容
⑴开启光滑管进风阀，关闭螺纹管进风阀，打开风机，调节孔板流量计R 值约为100左右，待进口温度t 进稳定后，蒸汽发生器停止加热，打开光管侧蒸汽进气阀，打开蒸汽排气阀门，排出一定量蒸汽，时间约1分钟。
稳定后读取实验数据。
开始读取蒸汽温度T 、t 进、t 出、t 壁，孔板流量计R 值及孔前表压Rp ，将这些数据记录在实验记录表上，然后改变孔板流量R 值约为200，再测取以上数据记录，在R 值为200到700间大约做5组数据，然后再计算整理结果。
⑵实验结束后
①实验结束后，关闭加热开关。
②关闭两个蒸汽进口阀门。
③将螺纹管、光滑管的冷风进口阀门、蒸汽排气阀门打开，拔掉孔板压差表、计前表与风管俄连接胶管，并将风机挡位调至4处。
④进行风冷管路1小时，关闭整个传热系统电源。
⒍ 实验原始记录 实验记录 光滑管记录：
管型：光滑 室温：16o C 大气压强：753（mmHg ） 光滑管直径:17.8mm ，光滑管长：1.224m
⒎实验数据处理与分析
1）数据处理
2）。