实验五套管换热器传热实验实验报告数据处理

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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(化工原理实验)

传热实验一、实验目的1、熟悉套管换热器、列管换热器的结构及操作方法；2、通过对套管换热器空气-水蒸汽传热性能的实验研究，掌握对流传热系数的测定方法；3、确定套管传热管强化前后内管中空气的强制湍流换热关联式，并比较强化传热前后的效果；4、通过对列管换热器传热性能实验研究，掌握总传热系数K 的测定方法，并对变换面积前后换热性能进行比较。

二、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。

i i i mQ S t α=⨯⨯∆(1)i i m iQ t S α=∆⨯(2)式中：i α—管内流体对流传热系数，W/(m 2·℃)；i Q —管内传热速率，W ；i S —管内换热面积，m 2；m t ∆—壁面与主流体间的温度差，℃。

平均温度差由下式确定：m w t t t∆=-(3)式中：t —冷流体的入口、出口平均温度，℃；w t —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，w t 用来表示，由于管外使用蒸汽，所以w t 近似等于热流体的平均温度。

管内换热面积：i i iS d L π=(4)式中：i d —内管管内径，m ；i L —传热管测量段的实际长度，m 。

由热量衡算式：21()i i pi i i Q W c t t =-(5)其中质量流量由下式求得：3600i i i V W ρ=(6)式中：i V —冷流体在套管内的平均体积流量，m 3/h ；pi c —冷流体的定压比热，kJ/(kg·℃)；i ρ—冷流体的密度，kg/m 3；pi c 和i ρ可根据定性温度查得，122i i m t t t +=为m 冷流体进出口平均温度；1i t 、2i t 、w t 、i V 可采取一定的测量手段得到。

(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，被加热状态，准数关联式的形式为：m ni i i Nu ARe Pr =(7)其中：i i i i d Nu αλ=，i i i i i u d Re ρμ=，pi i i ic Pr μλ=。

实验五：传热实验

化工原理实验报告实验名称：传热系数的测定学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工09－5班姓名：陈茜茜学号09402010501 同组者姓名：陈俊燕孙彬芳陈益益指导教师：周国权日期：2011年10月20日一、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、测定空气或水在圆直管内强制对流给热系数αi ；3、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 值；4、掌握热电阻测温的方法。

二、实验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）：()()m W 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），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，℃；A 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 tt 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，℃。

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：Nu i =A ·Re i m ·Pr i n取n=0.4(流体被加热)。

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实验实验报告数据处理一、实验目的本次传热实验的目的是通过测量不同材料和不同几何形状的物体在稳态条件下的温度分布，了解传热过程中各种因素对传热速率和传热方式的影响。

二、实验原理本次实验采用导热板法进行测量，即在物体表面放置一块导热板，通过测量导热板两端的温度差来计算物体表面的温度分布情况。

导热板法适用于固体材料，其原理是利用物质内部分子间相互作用力使能量自高温区向低温区传递。

当物质内部达到稳定状态时，能量自然会达到平衡状态。

三、实验步骤1. 准备工作：将所需材料（如铜、铝、钢等）制成不同几何形状（如圆柱形、球形等）。

2. 将导热板放置在试样表面，并记录下导热板两端的温度差。

3. 重复步骤2，直至记录到试样表面各点的温度差。

4. 对于每个试样，重复步骤2-3，记录不同时间下的温度分布情况。

5. 根据实验数据计算出不同试样的导热系数和传热速率。

四、实验数据处理1. 温度差计算：将导热板两端的温度差值除以导热板长度得到温度梯度。

例如，若导热板长度为L，两端温度分别为T1和T2，则温度梯度为(T2-T1)/L。

2. 传热速率计算：根据实验数据可得到试样表面各点的温度分布情况，利用傅里叶传热定律计算出传热速率。

公式如下：q=-kA(dT/dx)其中，q表示单位时间内通过物体某一截面的能量流量，k表示物体的导热系数，A表示截面积，(dT/dx)表示温度梯度。

3. 导热系数计算：根据传热速率公式可得到物体的导热系数。

公式如下：k=qL/(AΔT)其中，q表示单位时间内通过物体某一截面的能量流量，L表示能量流动方向上的长度，A表示截面积，ΔT表示两端温差。

五、实验结果分析根据实验数据处理结果，我们可以得到不同材料和几何形状的物体的导热系数和传热速率。

通过比较不同物体的导热系数和传热速率，可以得出以下结论：1. 不同材料的导热系数存在差异，一般来说金属类材料的导热系数较高。

2. 不同几何形状的物体传热速率也存在差异，一般来说球形物体传热速率最快。

传热综合实验

页脚内容1实验五传热综合实验一、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。

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.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/Nu 0，了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个不同流速下普通套管换热器的对流传热系数i α，对i α的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。

2.测定5～6个不同流速下强化套管换热器的对流传热系数i α，对i α的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=BRe m 中常数B 、m 的值。

3.同一流量下，按实验1所得准数关联式求得Nu 0，计算传热强化比Nu/Nu 0。

三、实验原理（一）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律，用实验来测定。

因为i α<<o α ,所以：（W/m 2·℃）式中：i α—管内流体对流传热系数，W/(m 2·℃)； Q i —换热器传热速率，W ；S i —管内换热面积，m 2； mi t ∆—对数平均温差，℃。

()i mi i i i S t Q K ⨯∆=≈/α页脚内容2对数平均温差由下式确定：式中：t i1，t i2—冷流体的入口、出口温度，℃；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，管外为蒸汽冷凝，因此，将壁面平均温度近似视为蒸汽的温度，且保持不变。

传热面积(内)：i i i L d S π= 式中：d i —传热管内径，m ；L i —传热管测量段的实际长度，m 。

传热实验数据处理完整版

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(℃)
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。

换热器综合实验报告

换热器综合实验报告机械换热综合实验报告换热器性能测试试验，主要对应⽤较⼴的间壁式换热器中的三种换热：套管式换热器、板式换热器和列管式换热器进⾏其性能的测试。

其中，对套管式换热器和、板式换热器可以进⾏顺流和逆流两种流动⽅式的性能测试，⽽列管式换热器只能作⼀种流动⽅式的性能测试。

实验装置控制⾯板如图1：换热器性能试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误差等，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。

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，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；⼆、实验装置本实验装置采⽤冷⽔可⽤阀门换向进⾏顺逆流实验；如⼯作原理图2所⽰。

换热形式为热⽔—冷⽔换热式。

T2加热⽔箱1500W=3个排⽔阀流量调节阀板式加⾃来⽔冷⽔箱T45路冷⽔出温度T34路冷⽔进温度列管换热器板式换热器列管排⽔阀流量调节阀列管板式1路热⽔进温度T13路涡轮流量计流量套管出⽔压⼒进⽔压⼒套管换热器开逆流开顺流开顺流开逆流进⽔压⼒套管T5热⽔箱温度控制出⽔压⼒图2 换热器综合实验台原理图本实验台的热⽔加热采⽤电加热⽅式，冷—热流体的进出⼝温度采⽤巡检仪，采⽤温控仪控制和保护加热温度。

实验台参数：1、换热器换热⾯积{F}：（1）套管式换热器2×3.14×0.006×0.748=0.02818464×8=0.225477122×3.14×0.006×0.095=0.0035796×7=0.02505720.22547712+0.0250572=0.25053432m2（2）板式换热器换热⾯积：0.028 m2×24⽚=0.672 m2（3）列管式换热器 1.0 m22、电加热器总功率：1.5KW×3 =4.5KW。

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

实验五套管换热器液

实验五套管换热器液-液热交换系数及膜系数的测定一、实验目的在工业生产或实验研究中，常遇到两种流体进行热量交换，来达到加热或冷却之目的。

为了加速热量传递过程，往往需要将流体进行强制流动。

对于在强制对流下进行的液一液热交换过程，曾有不少学者进行过研究，并取得了不少求算传热膜系数的关联式。

这些研究结果都是在实验基础上取得的。

对于新的物系或者新的设备，仍需要通过实验来取得传热系数的数据及其计算式。

本实验的目的，是测定在套管换热器中进行的液一液热交换过程的总传热系数。

流体在圆管内作强制湍流时的传热膜系数，以及确立求算传热系数的关联式。

同时希望通过本实验，对传热过程的实验研究方法有所了解，在实验技能上受到一定的训练，并对传热基本原理加深理解。

二、实验原理冷热流体通过固体壁所进行的热交换过程，先由热流体把热量传递给固体壁面，然后由固体壁面的一侧传向另一侧，最后由壁面把热量传给冷流体。

换言之，热交换过程即为给热-导热-给热三个串联过程组成。

若热流体在套管热交换器的管内流过，而冷流体在管外流过，设备两端试点上的温度如图所示，则在单位时间内热流体向冷流体传递的热量，可由热流体的热量衡算方程来表示：12()s p Q m C T T =-J/s (1)就整个热交换而言，由传热速率基本方程经过数学处理，可得计算式为m Q KA T =∆J/s (2)式中：Q -传热速率，J/s 或W ； m s -热流体质量流率Kg/S ；Cp-热流体的平均比热容，J/（Kg ?K ）； T -热流体的温度，K ； T ’-冷流体的温度，K ；T w -固体壁面温度，K ；K -传热总系数，W/（m 2?K ）； A -热交换面积，m ’ΔT m 一两流体间的平均温度差，K ．(符号下标1和2分别表示热交换器两端的数值)若ΔT 1，和ΔT 2：分别为热交换器两端冷热流体之间的温度差，即'111T T T ∆=- (3) '222T T T ∆=-(4)则平均温度差可按下式计算：1212ln m T T T T T ∆-∆∆=∆∆(5)由(1)和(2)两式联立求解，可得传热总系数的计算式：12()s p mm C T T K A T -=∆(6)就固体壁面两侧的给热过程来说，给热速率基本方程为：''11()()W m W m Q A T T A T T αα=-=∆- (7)根据热交换两端的边界条件，经数学推导，同理可得管内给热过程的给热速率计算式：'1W mQ A T α=∆ (8)式中：α1与α2-分别表示固体壁两侧的传热膜系数，W/m 2·K ； A w 与A w ’-分别表示固体壁两侧的内壁表面积和外壁表面积，m 2； T w 与T w ’-分别表示固体壁两侧内壁面温度和外壁面温度，K ； ΔT m ’-热流体与内壁面之间的平均温度差，K ；热流体与管内壁之间的平均温度差可按下式计算：'11221122()()()ln()W W m W W T T T T T T T T T ---∆=--(9)由(1)和(8)式联立求解可得管内传热膜系数的计算式为121'1()s p W mm C T T A Tα-=∆(10)同理也可得到管外给热过程的传热膜系数的类同公式。

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。

实验五：传热实验

实验五传热实验一、实验目的1、了解换热器的基本构造与操作原理；2、掌握热量衡算与传热系数K 及对流传热膜系数α的测定方法；3、了解强化传热的途径及措施。

二、实验原理热力学第二定律指出：无论是气体、液体还是固体，都存在着温度差异，就必然导致热量自发地从高温向低温传递，这一过程被称为热量传递过程，简称传热。

用于冷热流体进行热量交换的设备称为换热器。

换热器是由各种不同的传热组件组成的换热设备，冷热流体借助换热器中的传热组件进行热量交换而完成加热或冷却任务。

换热器的传热系数是衡量换热器的换热效果好坏的标准，不同传热组件组成的换热器的性能存在着较大的差异。

确定换热器换热性能（主要是指传热系数）的有效途径是通过实验进行测定。

传热实验是在实验室条件下的教学实验，用仪表考察冷热流体在套管式换热器中的传热过程，其理论基础是传热基本方程牛顿冷却定律及热量平衡关系。

由传热基本方程得：m t A K Q ∆⋅⋅= 式中K ——传热系数（K m w 2） A ——换热器的传热面积（2m ）m t ∆——平均温度差（K ）Q ——传热量（W ）由上式可得m t A Q K ∆=，由实验测定Q 、A 、m t ∆即可求得K 值。

由传热系数K 亦可确定换热面内外两侧的对流传热膜系数。

对薄壁圆管（i o d d 小于2），传热系数K 与传热膜系数之间有如下关系：di do i o R R K ++++=λδαα111 式中K ——传热系数（K m w 2）o α——加热管外壁面的对流传热膜系数（K m w 2） i α——加热管内壁面的对流传热膜系数（K m w 2）δ——加热管壁厚（m ）λ——加热管的导热系数(w/mK)do R ——加热管外壁面的污垢热阻（w K m ⋅2） di R ——加热管内壁面的污垢热阻（w K m ⋅2）实验室条件下考虑忽略污垢热阻，则io K αα111+=若有i α》o α，则有K ≈o α；实验中冷流体采用空气，热流体采用水蒸汽。

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, 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 βgΔT : Gr ＝βgΔT 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。

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。

传热实验实验报告

. . .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[℃]2、传热膜系数（给热系数）及其关联式空气在圆形直管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0.023 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 ——传热管表面积[m 2] t W ——管壁温[℃]t m ——空气进、出口平均温度[℃] d ——管径[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）u ——空气在加热管的流速[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。

传热实验报告

一般情况下，直接测量固体壁面温度，尤其是管内壁温度，实验技术难度较大，因此，工程上也采用通过测量相对较易测定的冷热流体温度来间接推算流体与固体壁面间的对流传热系数，下面介绍其他两种测定对流传热系数α2的实验方法。
（1）近似法求算空气侧对流传热系数α2
以管内壁面积为基准的总传热系数与对流传热系数间的关系为：
4.实验状态下理论数据的计算
5.实验状态下普通管、强化管、理论曲线的对比
六、实验结果相关分析
此时，可通过手动先调加热功率为100%，同时，稍微开启两个不凝气体排出阀，控制温度在100℃左右。等有大量蒸气产生时，打开相应的换热器冷凝水排放阀，再调小功率，满足试验要求的蒸气量即可。
（9）点击设定窗口中的“手动”按钮，将加热温度调节切换为自动状态，同样可以达到调节加热温度的效果。此时，“输出”比例填充构件失去作用。与手动状态不同的是，此处输入的设定值为实际加热温度的大小，范围为实际的量程，不足或超过量程会按两个最值处理。在确认修改时，仍与手动方式一样，需要点击“改变设定值”按钮。步骤8与步骤9效果相同，但在此实验中，只能用手动；
T2－热流体的出口温度，℃；
m2－冷流体的质量流率，kg / s；
cp2－冷流体的比热，J / (kg∙℃)；
t1－冷流体的进口温度，℃；
t2－冷流体的出口温度，℃；
1－热流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m2∙℃)；
A1－热流体侧的对流传热面积，m2；
－热流体与固体壁面的对数平均温差，℃；
2－冷流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m2∙℃)；
注意：本实验中，普通和强化实验通过管路上的切换阀门进行切换。
三、基本原理
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、热两种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。

实验五套管换热器传热实验实验报告数据处理