实验四---强制对流下传热膜系数的测定Word版
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。
管内强制对流传热膜系数的测定实验报告
管内强制对流传热膜系数的测定实验报告一、实验目的本实验旨在通过实验测定管内强制对流传热膜系数，并掌握传热膜系数的测定方法和技术。
二、实验原理管内强制对流传热是指在管内流体中，由于流体的运动而产生的传热现象。
传热过程中，液体或气体与固体表面接触时，会因为温度差而发生传热。
在强制对流条件下，由于流体的动力作用，会增加固体表面附近的液体或气体的速度，从而增加了固体表面附近的换热系数。
本实验采用垂直放置的管道，在管道内通过水来进行强制对流传热。
通过测量水进出口温度差、水流量以及管道内壁温度差等参数，计算出管内强制对流传热膜系数。
三、实验器材1. 垂直放置的导热试件2. 水泵和水箱3. 流量计和温度计等测试仪器四、实验步骤1. 将导热试件放入垂直放置的试件支架中，并连接好进出水管道。
2. 打开水泵，调整水流量，使其稳定在一定范围内。
3. 测量进口和出口水温，并计算出温度差。
4. 测量导热试件内壁的温度差。
5. 根据测量得到的参数，计算出管内强制对流传热膜系数。
五、实验结果分析通过实验测量和计算，得到了不同条件下的管内强制对流传热膜系数。
根据实验结果可以发现，在相同的流速下，传热系数随着壁温度差的增大而增大。
这是因为在强制对流条件下，液体或气体与固体表面接触时，会因为温度差而发生传热。
当壁温度差增大时，液体或气体与固体表面接触的面积增大，从而增加了换热系数。
六、实验误差分析本实验中可能存在的误差主要来自于以下几个方面：1. 测量仪器误差：如温度计、流量计等仪器精度限制；2. 实验环境误差：如室内温度变化、水泵压力变化等；3. 实验操作误差：如读数不准确、流量控制不稳定等。
七、实验结论本实验通过测量水进出口温度差、水流量以及管道内壁温度差等参数，计算出管内强制对流传热膜系数。
实验结果表明，在相同的流速下，传热系数随着壁温度差的增大而增大。
本实验为管内强制对流传热膜系数的测定提供了一种简单有效的方法和技术。
强制对流下空气传热膜系数的测定
强制对流下空气传热膜系数的测定一、实验目的1、掌握空气在强制对流条件下，传热膜系数的测定。
2、比较圆形光滑管和螺纹管强化传热效率二、实验任务无三、实验原理流体在圆形直管中强制对流时的给热系数（亦称对流传热膜系数）的关联式为（1）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，Pr b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。
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：（4）式中：Q：传热速率, W；V：空气的体积流量, m3/s；r ：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, ℃；a ：空气在管内的给热系数, W/m2× ℃；A：传热面积，以管内表面计, m2；Δt m：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, ℃。
传热面积A已知，V、T、t1、t2均可测得，由（4-20）求出a ，即可算出Nu准数。
四、实验装置介绍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，黄铜管内由鼓风机送人气体，钢管作外套管，饱和蒸汽由阀门11通人套管换热器的夹套内，其冷凝放出热量通过黄铜管壁被传递到管内流动的空气。
蒸汽放出热量后冷凝成水，冷凝水由下侧疏水器13排出。
饱和蒸汽由配套的电加热蒸汽发生器产生。
饱和蒸汽温度、壁温以及空气的进出口温度由热电偶7送到电位差计15测量，冰瓶16维持热电偶的冷端温度为0℃。
压强及压差分别由压差计10测取。
空气的流量由阀门3调节。
该实验流程图如图所示。
五、实验操作演示略六、实验分析思考1、热电偶的冷端温度对本实验有何影响？若冷端温度不为0摄氏度，能否测试？为什么？2、在蒸汽冷凝时，若存在不凝性气体，你认为将会有什么影响？应该采取什么措施？3、本实验中所测定的壁面温度是靠近蒸汽侧的温度，还是接近空气侧的温度？为什么？4、在实验中有哪些因素影响实验的稳定性？5、影响传热膜系数的因数有哪些？。
水的传热膜系数_传热膜系数测定实验报告范文加思考题解读
水的传热膜系数_传热膜系数测定实验报告范文加思考题解读目录一.摘要 (1)二.实验目的 (1)三．实验基本原理及内容 (1)四．实验装置说明及流程图 (3)五．实验步骤 (4)六．实验注意事项 (4)七．实验数据处理 (5)八．结果与讨论 (8)九．误差分析 (9)十．思考题 (9)化工原理实验报告——传热膜系数测定实验三传热膜系数测定实验一.摘要选用牛顿冷却定律作为对流传热实验的测试原理,通过建立不同体系的传热系统,即水蒸汽—空气传热系统、对普通管换热器进行了强制对流传热实验研究。
确定了在相应条件下冷流体对流传热膜系数的关联式。
此实验方法可以测出蒸汽冷凝膜系数和管内对流传热系数。
本实验采用由风机、孔板流量计、蒸汽发生器等组成的自动化程度较高的装置，让空气走内管，蒸汽走环隙，用计算机在线采集与控制系统测量了孔板压降、进出口温度和两个壁温，计算了传热膜系数α，并通过作图确定了传热膜系数准数关系式中的系数A和指数m（n取0.4），得到了半经验关联式。
关键词：对流传热对流传热膜系数蒸汽冷凝膜系数管内对流传热系数二.实验目的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．实验基本原理及内容对流传热的核心问题是求算传热膜系数，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为：mnpGrPrNuARe（1）对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故mnPrAReNu（2）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）。
这样，上式即变为单变量方程，在两边取对数，即得到直线方程：1NulgAmlglgRe0.4Pr（3）在双对数坐标中作图，找出直线斜率，即为方程的指数m。
传热膜系数的测定
传热膜系数的测定一、实验目的及任务1、了解套管换热器的结构和壁温的测量方法2、了解影响传热膜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、学会传热膜系数的实验测定和数据处理方法二、实验内容1、测定正常条件下空气与铜管内壁间的对流传热膜系数α12、测定强化条件下空气与铜管内壁间的对流传热膜系数α1’3、回归两个条件下联式中4.0Pr Re ⋅⋅=a A Nu 的参数A 、a三、基本原理间壁换热器目前在工业上应用最多，其传热过程都是由壁内部热传导和壁两侧面与流体 的对流传热组合而成。
无论设计还是使用换热器，都离不开这个组合传热过程中的传热系数K ，其倒数1/K 称为总热阻。
总热阻主要由壁外侧热阻、壁热阻、壁内侧热阻三个串联环节叠加而成（可能还有污垢热阻），当三者较大差异时，总热阻将由其中最大的热阻所决定。
本实验选用最简单的套管式换热器为研究对象，管内走冷流体空气，管外走热流体水蒸气。
该换热过程内侧热阻1/α远远大于壁及外侧热阻，因此对流传热的核心问题是求算传热膜系数α。
1、 实验测定方法根据牛顿冷却定律变换得到：当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为： 牛顿冷却定律： m t A Q ∆=α （1）式中：α——对流传热膜系数，W •m -2•℃； Q ——传热量，W ； A ——内壁传热面积，m 2；Δt m ——内壁与管内空气温度的对数平均温差,℃。
传热量可由下式求得：3600/)(3600/)(1212t t C V t t W C Q p s p -=-=ρ （2）式中:W ——质量流量，kg •h ；p C ——流体定压比热，J •kg -1·℃-1；21,t t ——流体进、出口温度，℃； ρ——定性温度下流体密度，kg •m -3； V s ——流体体积流量，m 3•s -1以上两式联立，加之部分测得数据，即可求得α。
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本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==化工原理实验实验报告篇一：化工原理实验报告吸收实验姓名专业月实验内容吸收实验指导教师一、实验名称：吸收实验二、实验目的：1.学习填料塔的操作；2. 测定填料塔体积吸收系数KYa.三、实验原理：对填料吸收塔的要求，既希望它的传质效率高，又希望它的压降低以省能耗。
但两者往往是矛盾的，故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。
（一）、空塔气速与填料层压降关系气体通过填料层压降△P与填料特性及气、液流量大小等有关，常通过实验测定。
若以空塔气速uo[m/s]为横坐标，单位填料层压降?P[mmH20/m]为纵坐标，在Z?P~uo关系Z双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。
当液体喷淋量L0=0时，可知为一直线，其斜率约1.0—2，当喷淋量为L1时，?P~uo为一折线，若喷淋量越大，Z?P值较小时为恒持Z折线位置越向左移动，图中L2＞L1。
每条折线分为三个区段，液区，?P?P?P~uo关系曲线斜率与干塔的相同。
值为中间时叫截液区，~uo曲ZZZ?P值较大时叫液泛区，Z线斜率大于2，持液区与截液区之间的转折点叫截点A。
姓名专业月实验内容指导教师?P~uo曲线斜率大于10，截液区与液泛区之间的转折点叫泛点B。
在液泛区塔已Z无法操作。
塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间，此时塔效率最高。
图2-2-7-1 填料塔层的?P~uo关系图 Z图2-2-7-2 吸收塔物料衡算（二）、吸收系数与吸收效率本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨，氨易溶于水，故此操作属气膜控制。
若气相中氨的浓度较小，则氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合亨利定律，吸收姓名专业月实验内容指导教师平均推动力可用对数平均浓度差法进行计算。
其吸收速率方程可用下式表示： NA?KYa???H??Ym（1）式中：NA——被吸收的氨量[kmolNH3/h]；?——塔的截面积[m2]H——填料层高度[m]?Ym——气相对数平均推动力KYa——气相体积吸收系数[kmolNH3/m3·h]被吸收氨量的计算，对全塔进行物料衡算（见图2-2-7-2）：NA?V(Y1?Y2)?L(X1?X2) （2）式中：V——空气的流量[kmol空气/h]L——吸收剂（水）的流量[kmolH20/h]Y1——塔底气相浓度[kmolNH3/kmol空气]Y2——塔顶气相浓度[kmolNH3/kmol空气]X1，X2——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmolNH3/kmolH20] 由式（1）和式（2）联解得：KYa?V(Y1?Y2)（3） ??H??Ym为求得KYa必须先求出Y1、Y2和?Ym之值。
强制对流换热系数的测定
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❖ 实验数据记录
➢ 测量系统图：单管的电流量通过标准电阻上的电压降来测量，热电偶测管内壁温，在离管端一定距离 处焊有二电压测点ａ、ｂ，经过分压箱测两点的电压降Vab，空气来流速度由毕托管通过倾斜式微压 计测量。
❖ 实验步骤 ➢ 联接并检查所有线路，确定无误后，将整流电源电压调节旋钮旋至零。然后打开风机调节风门、接通
Nu＝f(Re)
➢ 要通过试验确定Nu与Re的关系，就要求雷诺数Re有较大范围的变动才能保证求得的准则方程式的准确性。 改变雷诺数可以通过改变v及D来达到。也就是用不同直径的管子在不同的空气速度条件下进行试验，然 后将全部试验结果整理在一起求得换热准则式。
Nu
D
Re vD
❖ 实验装置 ➢ 试验装置为风源、单管换热试验段、低压直流电源、电位差计、倾斜式微压计、分压箱和转换开关。
❖ 实验数据记录
空气温度tf = 空气密度ρf= 电压降V1= 电压降V2= 来流动压△P= 来流静压P=
实验数据记录表
❖ 实验分析 ➢ 对流换热变化规律及表面压力变化有何联系？ ➢ 影响换热系数和压力分布的因素。
（二）空气横掠单管时平均换热系数的测定 ❖ 实验目的 ➢ 通过实验，掌握强制对流换热数据的整理方法。 ➢ 了解空气横掠单管时的换热规律。 ❖ 实验原理 ➢ 根据对流换热分析，流体横掠管子时的换热规律可以用准则关系式来表示： Nu＝f(Re，Pr) ➢ 对于空气，温度变化范围又不大，上式中的普朗特数变化很小，可作常数看待，则准则关系可简化为 ：
实验四 强制对流下空气传热膜系数的测定
实验四 强制对流下空气传热膜系数的测定实验一、实验目的1. 了解间壁式传热装置的研究和给热系数测定的实验组织方法；2. 掌握借助于热电偶测量壁温的方法；3. 学会给热系数测定的试验数据处理方法；4. 了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。
二、实验内容1、测定5—6组不同流速下，套管换热器的总传热系数K 和空气的对流传热系数αc 。
2、对αc 的实验数据进行多元线形回归，求准数关联式Nu=ARe m Pr n中常数A ，m 。
三、基本原理（简述）1、传热系数K 的理论研究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。
这种传热过程系冷、热流体通过固体壁面进行热量交换。
它是由热流体对固体壁面的对流给热，固体壁面的热传导和固体对冷流体的对流给热三个传热过程所组成。
如图1所示。
Q=()tT KA - （1）而对流给热所传递的热量，对于冷、热流体均可表示为Q 1=()1w h h t T A -α （2） 或 Q 2=()t t A w c c -2α （3） 图2传热解析图对固体壁面由热传导所传递的热量，则由傅立叶定律表示为：Q 3()21w w mt t A -⋅=δλ （4） 由热量平衡及忽略热损失后（即Q=Q 1=Q 2=Q 3），可将（2）（3）（4）式写成如下等式：Q=KAtT A t t A t t A t T c c w m w w h h w 1112211-=-=-=-αλδα （5） 所以 cc m h h A A A K αλδα111++=（6）()22222111111,,,,,,,,,,,,u c u c d f K p p λμρδλλμρ==()5,2,6f （7）从上式可知，除固体的导热系数和壁厚对传热过程的传热性能有影响外，影响传热过程的参数还有12个，这不利于对传热过程作整体研究。
根据因次分析方法和π定理，热量传递范畴基本因次有四个：[L],[M],[T],[t] ,壁面的导热热阻与对流给热热阻相比可以忽略K ≈()21,ααf （8）要研究上式的因果关系，尚有π=13-4=9个无因次数群，即由正交网络法每个水平变化10次，实验工作量将有108次实验，为了解决如此无法想象的实验工作量，过程分解和过程合成法由此诞生。
管内强制对流传热膜系数的测定
装订 线实验报告课程名称： 过程工程原理实验 指导老师： 成绩：__________________实验名称： 管内强制对流传热膜系数的测定 实验类型：________________同组学生姓名：__________一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1、了解套管式换热器的结构和传热热阻的组成。
2、学习测定流体间壁换热总传热系数的实验方法。
3、掌握近似法和简易Wilson 图解法两种从传热系数实验数据求取对流传热膜系数的数据处理方法。
4、掌握根据实验数据获得传热准数经验公式的方法和数学工具。
5、掌握热电偶、UJ-36电位差计的长图式自动记录仪的使用方法。
二、实验内容1、在空气-水套管换热器中，测定一系列空气流量条件下冷、热流体进、出口温度。
2、通过能量衡算方程式和传热速率基本方程式计算总传热系数K i 的实验值。
3、分别用近似法、简易Wilson 图解法求取空气侧对流传热膜系数αi 。
4、根据实验获得的对流传热膜系数αi 和空气流速u i ，整理得到努赛尔数Nu 与雷诺数Re 之间的幂函数型经验公式。
5、把实验获得的经验公式与化工原理教材和参考书中的列出的同类公式进行比较，讨论其异同点。
6、根据实验装置情况分析实验测试数据的误差来源。
三、实验原理流体与固体壁面间的对流传热过程可以用牛顿冷却定律描述：()w Q A t A T t αα=∆=− （1）式中 Q ——总传热速率，W ；α——对流传热膜系数，W/ m 2·K ；A——传热面积，m 2 ； T ——流体温度，K ；t w ——固体壁面温度，K 。
如果能够用实验直接测定流体温度T 和固体壁面温度t w ，,则可以根据式（1）的关系直接计算对流膜系数α ：()w Q Q A t A T t α==∆− （2）对于多数情况而言，直接测定固体壁面的温度是一件相当困难的任务，实验技术成本高且数据准确性差。
实验五 空气在圆形直管中强制对流传热膜系数的测定doc资料
实验五空气在圆形直管中强制对流传热膜系数的测定实验五 空气在圆形直管中强制对流传热膜系数的测定一、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；4、掌握测温热电偶的使用方法。
二、实验原理对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变化时对流传热准数关联式一般形式为：Nu = C Re m Pr n Gr p对强制湍流，Gr 准数可以忽略。
Nu = C Re m Pr n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：Re lg lg Prlg4.0m C Nu+= 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mNu C Re Pr 4.0=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 μρdu =Re努塞尔特准数 λαd Nu 1=普兰特准数 λμp C =Prd —换热器内管内径（m ）α1—空气传热膜系数（W/m 2·℃）ρ—空气密度（kg/m 3）λ—空气的导热系数（W/m·℃）Cp —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。
强制对流传热系数的测定
第二套 tw2 23.5714 Et 4.8571
第三套 tw3 24.0Et 3.1
第四套 tw4 23.7429Et 3.8943
式中：
t
为壁温（
w
℃），
Et为输出热电势（mV）。
2、实验流程：
设 备
流 程
符 号
符号说明
1.压差计
2.流量调节阀
3.转子流量计
4.备用阀
★ 外套管由五段法兰联接的钢管制成，这 是为了便于安装铠装热电偶。管外包有聚氨 酯泡沫塑料保温。
四、 操作要点
㈠. 在实验开始前，必须掌握UJ—63电位差计的使 用方法。 ㈡. 实验开始时，先通空气。再通加热蒸汽。并打 开放气咀8，待空气排净后再关小，但在整个实验过 程中，它始终微开（以冒少量蒸汽为宜），以便不 凝性气体能连续排除。
★ 套管换热器所需蒸汽压强由蒸汽阀门10 控制，由弹簧管压强计9测量。蒸汽温度则用 铠装热电偶11测定。 ★ 加热蒸汽放热冷凝，由疏水器20排出。
为了排除套管环隙中积存的不凝性气体（如
空气）。热交换器一端装有放气咀8。
★ 热交换器入口有一定长度的稳定段，以 消除端效应。
★ 为了测定内管管壁的温度，在内管壁上 等距焊有四对热电偶，热电偶热端用铜焊在 内管（黄铜管）上预先铣好的凹槽中。热电 偶材料为镍铬——镍铝。 ★ 热电偶由法兰中间引出后，经冷端至转换 开关，17和UJ—36电位差计18。热电偶冷端置 于冰瓶16中。
压计测出。
◆ T2由进口温度计测出。
三、装置和流程
1. 设备及测量仪表： 见图
◆本试验装置共四套，内管均为黄铜管，管
内径为20[mm]有效长度均为1.975[m]。
实验四 强制对流下传热膜系数的测定
实验四 强制对流下传热膜系数的测定一、实验目的1．掌握圆形光滑直管（或波纹管）外蒸汽、管内空气在强制对流条件下的对流传热膜系数的测定；2．根据实验数据整理成特征数关联式。
二、实验原理1.特征数关联影响对流传热的因素很多，根据量纲分析得到的对流传热的特征数关联式的一般形式为：m n lu e r r N CR P G = （4-1）式中C 、m 、n 、l 为待定参数。
参加传热的流体、流态及温度等不同，待定参数不同。
目前，只能通过实验来确定特定范围的参数、本实验是测定空气在圆管内做强制对流时的对流传热系数。
因此，可以忽略自然对流对对流传热系数的影响，则G r 为常数。
在温度变化不太大的情况下，空气的P r 可视为常数、所以，准数关联式（4-1）可写成mu e N CR = （4-2）或 me CR dλα=待定参数C 和m 可通过实验测定蒸汽、空气的有关数据后，根据原理计算、分析求得。
2.传热量计算努赛尔数N u 和雷诺数R e 都无法直接用试验测定，只能测定相关的参数并通过计算求得。
当通过套管环隙的饱和蒸汽与冷凝壁面接触后，蒸汽将放出冷凝潜热，冷凝成水，热量通过间壁传递给套管内的空气，使空气的温度升高，空气从管的末端排除管外，传递的热量由下式计算。
21121()()m pc V pc Q q c t t q c t t ρ=-=-（4-3）根据传热速率方程：mQ KA t =∆ （4-4）所以1121()m V pc KA t q c t t ρ∆=- （4-5）式中： Q ——换热器的热负荷（或传热速率），kJ/s ；q m ——冷流体（空气）的质量流量，kg/s ； t 1——空气的进口温度，℃； t 2——空气的出口温度，℃；q V1——冷流体（空气）的体积流量，m 3/s ； ρ1——冷流体（空气）的密度， kg/m 3；K ——换热器总传热系数， W/(m 2. ℃)；c pc ——冷流体（空气）的平均定压比热容， kJ/(kg.K)； A ——传热面积， m 2；Δt m ——蒸汽与空气的对数平均温度差，℃。
管内强制对流传热膜系数的测定
管内强制对流传热膜系数的测定学号：2011XXXXXX 姓名：XXX 专业：食品科学与工程一、实验目的1、测定空气在圆形直管内作强制对流时的传热膜系数α1。
2、把测得的数据整理成N ＝B Re^n 形式的准数方程式，并与教材中相应公式比较。
3、掌握藉助于热电偶测量壁面温度的方法。
二、实验原理1、圆形直管内空气强制对流传热膜系数α1 的测定。
本实验系水、空气在套管换热器中进行强制对流的换热过程。
根据牛顿冷却定律：Q = α1×A1×Δt = α1×A1×（T－Tw) (1)即：α1= Q / ( A1×Δt ) [w/(m^2K)] (2)式中：α1---- 传热系数(有些教材中用符号h)；A1 ---- 换热管内表面积[m^2]；Δt --- 热流体和管壁传热温差[℃]；Q ---- 传热速率[w]，按下式求出：Q = W×Cp×(T1 - T2) [w] (3)式中：Cp ---- 空气的定压热容[J/(Kg×K)]；T1、T2 ---- 空气进出换热管的温度[K]；W ---- 空气的质量流量[Kg/s]。
W ＝C ×Sqrt ( ρ0×( V－V0 ) ) [Kg/s] (4)式中：ρ0 ---- 孔板处空气密度[Kg/m^3]；V、V0 ---- 压力传感器的读数和初读数[mv]；C----孔板流量计的校正系数。
套管换热器在某一风量W 下稳定操作，测得进出换热器的空气及换热管壁的温度等参数后，即可算出一个α1值。
若改变操作风量，即可测得不同的α1值。
2、准数方程式对于空气，管内强制对流传热膜系数的准数方程式，一般表示成：Nu =B×Re^n (5)Re = d×u×ρ/ μ＝d w / ( sμ)Nu = α1×d / λ式中：d ----- 换热管直径[m] ;s ----- 换热管截面积[m^2] ;μ------?定性温度下空气的粘度[Pa s]；λ------ 定性温度下空气的导热系数[W/(m K)]。
化工原理实验传热实验报告范文
化工原理实验传热实验报告范文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NuARePr中的参数A、a某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，cp设备特征尺寸：l操作：u，βgΔT则：α=f （ρ，μ，λ，cp，l，u，βgΔT）2）量纲分析ρ[ML-3]，μ[ML-1T-1]，λ[MLT-3Q-1]，cp[L2T-2Q-1]，l[L]，u[LT-1]，βgΔT[LT-2]，α[MT-3Q-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/λu:Re＝ρlu/μcp:Pr＝cpμ/λβgΔT:Gr＝βgΔTl3ρ2/μ25）原函数无量纲化lucpgtl32lF2,,6）实验Nu＝AReaPrbGrc强制对流圆管内表面加热：Nu＝AReaPr0.4圆管传热基本方程：QK1A1 a0.4(T1t2)(T2t1)K1A1tmT1t2lnT2t1热量衡算方程：Qqm1cp1(T1T2)qm2cp3(t2t1)圆管传热牛顿冷却定律：(tw2t1)(tw1t2)(TTw1)(T2Tw2)2A21tw2t1T1Tw1lnlntw1t2T2Tw2(Tt)(Tw1tw1)A2A1圆筒壁传导热流量：Qw2w2ln(A2/A1)ln[Tw2tw2)/(Tw1tw1)]Q1A1空气流量由孔板流量测量：qv26.2P0.54[m3h-1，kPa]空气的定性温度：t=(t1+t2)/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某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。
管内强制对流传热膜系数的测定实验报告
管内强制对流传热膜系数的测定实验报告引言在热传导领域，了解材料的传热性能是非常重要的。
传热膜系数是描述传热过程中热流对传热区域表面传递能力的指标。
本实验旨在通过测定管内强制对流传热膜系数，探索传热过程中的相关特性。
实验原理管内强制对流传热是指在管内通过流体进行传热的过程。
传热膜系数可以通过测量传热器件的传热功率以及相关参数的测量得到。
传热器件通常包括一段管道，其内壁通过对流来传递热量，而外壁通过辐射和对流损失热量。
根据传热定律，传热功率可以表示为：Q=ℎA(T2−T1)其中，Q表示传热功率，h表示传热膜系数，A表示传热区域表面积，T2和T1分别表示管外和管内的温度。
实验设备和材料•导热仪：用于测量传热功率。
•温度传感器：用于测量管道内外的温度。
•流量计：用于测量流体流量。
•水槽：用于控制流体的温度。
•管道：用于进行传热实验。
实验步骤1.准备实验设备和材料，并将其按照实验装置图连接起来。
2.将流体（如水）注入水槽，通过调节水槽温度和流量计来控制流体的温度和流量。
3.开始记录实验数据：测量传热器件的传热功率、温度传感器测温和流量计读数。
4.在实验过程中保持流体和环境温度稳定。
5.测量多组数据以获得准确的结果。
实验数据处理1.根据实验数据计算传热功率Q。
2.计算传热区域表面积A。
3.计算传热膜系数ℎ。
实验结果与讨论根据实验数据处理的结果，得到了不同条件下的传热膜系数。
通过比较不同实验条件下的传热膜系数，可以得出以下结论： 1. 传热膜系数随流体温度和流量的增加而增加。
2. 管道材料的导热性能对传热膜系数有影响。
3. 传热膜系数与流体性质（如粘度、密度等）相关。
在实验过程中，我们还注意到了以下问题： 1. 温度传感器的位置对测量结果有影响，需要注意测量位置的选择。
2. 流量计的准确度对实验结果的可靠性有影响，需要选择精确的流量计器。
结论通过本实验，成功测定了管内强制对流传热膜系数，并探究了影响传热膜系数的因素。
化工原理管内强制对流传热膜系数的测定
实验七 管内强制对流传热膜系数的测定一．实验目的1. 学习用近似法、简易Wilson 法测定空气与管壁传热膜系数的原理；2. 掌握用不同的方式处理实验数据，根据实际结果比较各种处理方法的优缺点；3. 用测定的传热膜系数，整理成努塞尔准数Nu 与雷诺准数Re 之间成n C Nu Re =的形式，并验证实测Nu 的与Re 关系式与公认式n Nu Pr Re 023.08.0=是否一致。
4. 训练运用实验实测的数据拟合成经验公式的能力。
二．实验原理1．流程装置简介（如图1-1所示）本实验装置只要由加热系统、控制系统、调节系统三部分构成。
由电加热器—热电偶—可控硅控制仪组成调节系统；由孔板流量计—压力传感器—电子电位差计—阀门组成的空气流量计测量调节系统；由空气进、出口处的热电偶—自动平衡记录仪组成测温系统。
空气由旋涡机进入风管，经电加热器加热到温度T 1后，进入套管换热器的内管，与环隙的水进行热交换，空气冷却到温度T 2后排出；空气的流量由连有压力传感器的孔板流量计测得，空气流量变化的信号通过压力传感器传送到UJ —36电位计，可读出电位差值，计算出空气的实际流量。
换热器的热空气进套管，换热器的温度由可控硅控仪控制，系统的稳定性由记录仪内的红蓝笔是否走直线来判断。
由于外力的作用，使流体被迫流动而产生传热的现象，称为强制对流传热。
对于空气在圆形直管内，强制对流传热的膜系数1α的测定方法有如下几种：（以空气作热流体，水作冷流体，两流体在套管换热管中作逆流运动，空气的质量流量用孔板流量计配压力传感器，用电位差计测出压力传感器两侧的电势差值而计算得到。
）2.数据处理方法图1-2 简易Wilson 图解法示意图 图1-3 Nu —Re 的关系线方法1、近似法：根据传热速率基本方程式：m t KA Q ∆= ， 即 t A Q K ∆=1 （7） 而总传热系数与对流传热系数之间的关系为：22121112111d d d d R d bd R K s m s αλα++++= （8） 套管换热器壳程走的是水，因水的传热性能非常好，其传热膜系数2α可以达到几千w/m 3•℃，其热阻值221d d α很小。
强迫对流表面传热系数的测定_
实验三强迫对流表面传热系数的测定一、实验目的1. 了解实验装置，熟悉空气流速及管壁温度的测量方法，掌握测试仪器、仪表的使用方法。
2. 测定空气横掠单管时的表面传热系数，掌握将实验数据整理成准则方程式的方法。
3. 通过对实验数据的综合整理，掌握强迫对流换热实验数据的处理及误差分析方法。
二、实验原理根据牛顿冷却公式，壁面平均传热系数为:式中：tw—管壁平均温度，Ctf—流体的平均温度，cF —管壁的换热面积，mQ—对流换热量，W由相似原理，流体受迫外掠物体时的放热系数与流速物体几何形状及尺寸物性参数间的关系可用准则方程式描述：Nu 二f (Re, Pr)研究表明，流体横向冲刷单管表面时，准则关联式可整理成指数形式：Nu^CRe m Pr mm下标m表示用空气膜平均温度作特征温度t m=0・5(t w t f)又有特征数准则方程:Nu—努塞尔(Nusself ) 准则hdNu :udRe—雷诺(Reyn olds)准则数Re =VPr—普朗特(Prandtl )准则数Pr Vah —表面传热系数w/(m2• k)d—定性尺寸，取管外径m丸—流体导热系数w/(m )a ―流体导温系数m2/sV —流体运动粘度m2/su —流体运动速度m/s实验中流体为空气，因而，Pr = 0.7，准则式可简化成Nu =CRe n 本实验要测定空气横向掠过单管表面时的表面传热系数h，我们通过测定流速，温度及物性参数的值来确定c,n的值，便可求得平均换热系数h。
因此，我们首先使流速一定，测定电流、电压、管壁温度、空气来流温度值, 查出物性参数’、：、a的值，计算出u, d的值得到一组数据后，可计算出一组Nu，Re的值，通过改变流速来改变Re值，重复测量便可得到一系列数据, 在以Nu、Re为纵、横坐标的双对数坐标系中描点，并用光滑的曲线连接各测点可得到一直线，直线方程如下形式：Ig Nu = lg C nig ReIgC为截距，n 为斜率，从而可确定c,n 的值，知道c,n 的值后，由准则式:Nu =C Re n可求出表面传热系数h三、实验设备实验本体为一立式鼓风式风洞，仪器有：离心风机，直流电源，毕托管，微 差压变送器，直流电位差计，试件（表面镀铬），水银温度计及热电偶等。
对流传热系数的测定实验报告
在本实验条件下，考虑 变化很小，可认为是常数，则（17）式 改写为：
附注：在
（1）
之间，空气物性与温度的关系式有如下拟合公式： 空气的密度与温度的关系式：
（2）
60℃以下
空气的比热与温度的关系式：
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60℃以上
（3）
空气的导热系数与温度的关系式：
（4）
空气的黏度与温度的关系式：
T5 强化管空气出口端铜 ℃
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管外壁温度 T6 强化管空气进口端铜 ℃
管外壁温度 T7 强化管外蒸汽温度 ℃
三、实验内容和原理 在工业生产过程中，大量情况下，采用间壁式换热方式进行换热。
所谓间壁式换热，就是冷、热流体之间有一固体壁面，两流体分别在 固体壁面的两侧流动，两流体不直接接触，通过固体壁面（传热元件） 进行热量交换。
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为：
…………………………（17）
式中： ----普兰特数， ,无因次。
上式适用范围为：
管内径之比
。当流体被加热时
，
，管长与
，流体被冷却时
。
式中： ----定性温度下空气的导热系数，
----空气在换热管内的平均流速，
----定性温度下空气的密度，
----定性温度下空气的黏度，
浙江大学
化学实验报告
课程名称：过程工程原理实验甲 实验名称：对流传热系数的测定 指导教师：
专业班级： 姓 名： 学 号： 同组学生：
实验日期： 实验地点：
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目录 一、实验目的和要求 ....................................... 2 二、实验流程与装置 ....................................... 2 三、实验内容和原理 ....................................... 5
传热膜系数测定实验报告
北京化工大学化工原理实验报告实验名称：对流给热系数测定实验班级：姓名：学号：序号：同组人：设备型号：对流给热系数测定实验设备-第X套实验日期：一、摘要选用牛顿冷却定律作为对流传热实验的测试原理,通过建立水蒸汽—空气传热系统，分别对普通管换热器和强化管换热器进行了对流传热实验研究。
确定了在相应条件下冷流体对流传热膜系数的关联式。
此实验方法可测出蒸汽冷凝膜系数和管内对流传热系数。
本实验采用由风机、孔板流量计、蒸汽发生器等装置，空气走内管、蒸汽走环隙，用计算机在线采集与控制系统测量了孔板压降、进出口温度和两个壁温，计算传热膜系数α，并通过作图确定了传热膜系数准数关系式中的系数A 和指数m （n 取0.4），得到了半经验关联式。
实验还通过在内管中加入混合器的办法强化了传热，并重新测定了α、A 和m 。
二、实验目的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、实验原理热量的传递方式有传导、对流、辐射三种。
流体流经固体表面的传热包含壁面薄层的热传导和主体的热对流，总称为对流给热。
计算对流给热过程的热量Q 和热流密度q 等，通常需先确定给热系数α。
本实验以间壁式换热器中最简单的套管换热器为研究对象，令壳程走热水蒸汽，管程强制逆流走冷空气，跟据牛顿冷却定律可以测得圆管内空气一侧的给热系数α1。
进一步可以将无因次准数Nu ，Re ，Pr 等按经验形式联系起来，并回归其中的参数A,a 。
根据已知A,a 的通用关联式确定给热系数，也可达到一定的精度要求，是当前工程上确定α的重要方法。
牛顿冷却定律： m t A Q∆⋅⋅=α式中：α——内表面给热系数，[W/(m ²·℃)]； Q ——传热量，[W]； A ——总传热面积[m2²]；Δtm ——管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，[℃]；1t ——进口温度，[℃]；2t ——出口温度，[℃]；,1w t ——壁温，[℃]；,2t w ——壁温，[℃]。
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实验四强制对流下传热膜系数的测定
一、实验目的
1．掌握圆形光滑直管（或波纹管）外蒸汽、管内空气在强制对流条件下的对流传热膜系数的测定；
2．根据实验数据整理成特征数关联式。
二、实验原理
1.特征数关联
影响对流传热的因素很多，根据量纲分析得到的对流传热的特征数关联式的一般形式为：
（4-1）式中C、m、n、l为待定参数。
参加传热的流体、流态及温度等不同，待定参数不同。
目前，只能通过实验来确定特定范围的参数、本实验是测定空气在圆管内做强制对流时的对流传热系数。
因此，可以忽略自然对流对对流传热系数的影响，则G r为常数。
在温度变化不太大的情况下，空气的P r可视为常数、所以，准数关联式（4-1）可写成
（4-2）
或
待定参数C和m可通过实验测定蒸汽、空气的有关数据后，根据原理计算、分析求得。
2.传热量计算
努赛尔数N u和雷诺数R e都无法直接用试验测定，只能测定相关的参数并通过计算求得。
当通过套管环隙的饱和蒸汽与冷凝壁面接触后，蒸汽将放出冷凝潜热，冷凝成水，热量通过间壁传递给套管内的空气，使空气的温度升高，空气从管的末端排除管外，传递的热量由下式计算。
（4-3）根据传热速率方程：
（4-4）所以
（4-5）式中：Q——换热器的热负荷（或传热速率），kJ/s；
q m——冷流体（空气）的质量流量，kg/s；
t1——空气的进口温度，℃；
t2——空气的出口温度，℃；
q V1——冷流体（空气）的体积流量，m3/s；
ρ1——冷流体（空气）的密度， kg/m 3； K ——换热器总传热系数， W/(m 2. ℃)；
c pc ——冷流体（空气）的平均定压比热容， kJ/(kg.K)； A ——传热面积， m 2；
Δt m ——蒸汽与空气的对数平均温度差，℃。
T ——蒸汽温度，K 。
空气的体积流量及两种流体的温度等可以通过各种测量仪表测得，由式（4-5）即可算出传热系数K 。
3.对流传热系数的计算
当传热面为平壁，或者当管壁很薄时，总传热系数和与各对流传热系数的关系可表示为：
（4
-6）
式中： α1——管内壁对空气的对流传热系数，W/(m 2
. ℃)；
α2——蒸汽冷凝时对管外壁的对流传热系数，W/(m 2
. ℃)；
当管壁热阻可以忽略（内管为黄铜管，黄铜导热系数λ比较大，而且壁厚b 较小）时：
（4-7）
由于蒸汽冷凝时的对流传热系数远大于管内壁对空气的对流传热系数，即α
2 ﹥﹥α1，所以K ≈α1。
因此，只要在实验中测得冷、热流体的温度及空气的体积流量，即可通过热量衡算求出套管换热器的总传热系数K 值，由此求得管内壁对空气的对流传热系数α1。
4.努塞尔数和雷诺数的计算
（4
-8）
（4-9）
式中：λ——空气导热系数；W/(m. ℃)；
μ——空气的黏度，Pa.s；
d——套管换热器的内管直径（内径），m；
ρ1——进口温度t1时的空气密度，kg/m3；
由于热阻主要集中在空气一侧，本实验的传热面积A取管子的内表面积较为合理，即：
A=πdl
本装置d=0.0178m，l=1.224m。
5.空气的体积流量和密度的计算
空气的流量由1/4喷嘴流量计测量，合并常数后，空气的体积流量可由下式计算
（4-10）式中：
q V1——空气的体积流量，m3/s；
△p——喷嘴流量计压差示值，Pa；
空气的密度ρ1可按理想气体计算：
（4-11）式中：P a——当地大气压，mmHg；
t——流量计前空气温度，ºC，可取t=t1；
R P——流量计前空气的表压，mmHg；
三、实验装置
四、操作步骤：
1．将水装入电热蒸汽发生器，液位在液面计2/3高度处为宜，不能低于电加热棒的位置；
2. 接通电源，按下加热按钮1和2，加热产生蒸汽，当达到预设温度时，关闭加热按钮1；
3．在旁路阀全开的情况下启动风机，然后关小旁路阀调节风量。
4．打开蒸汽阀，往套管换热器内通入蒸汽，并打开排气阀，排除不凝性气体，待有水蒸汽喷出时即关闭。
实验过程中要间歇排除不凝性气体。
5．用旁路阀调节风量由小到大变化，记录7 组数据，注意在每次改变流量后需侍传热稳定后再记录有关数据。
6．实验结束，关闭蒸汽、停运风机，拉下电闸并检查仪表是否完好。
五、实验记录及数据处理
1. 传热实验记录表
设备编号；管型；室温 33.1 ℃；
大气压 100050 Pa；加热蒸汽压 Pa；
原始数据如下
数据处理所用公式有
有上图可知，斜率即为m值，m=0.8453、截距即为lgC，故参数lgC=-9.73,所以特征数关联式为 Nu=1.85*10-10Re0.8453
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。