传热实验(实验报告).pdf

实验五 传热实验

一、 实验目的

1. 了解换热器的结构及用途。

2. 学习换热器的操作方法。

3. 了解传热系数的测定方法。

4. 测定所给换热器的传热系数K 。

5. 学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程，并实验之。

二、 实验原理

根据传热方程m t KA Q ∆=，只要测得传热速度Q 、有关各温度和传热面积，即可算出传热系数K 。在该实验中，利用加热空气和自来水通过列管式换热器来测定K ，只要测出空气的进出口温度、自来水的进出口温度以及水和空气的流量即可。

在工作过程中，如不考虑热量损失，则加热空气放出的热量Q 1与自来水得到热量

Q 2应相等，但实际上因热量损失的存在，此两热量不等，实验中以Q 2为准。

三、 实验流程及设备

四、 实验步骤及操作要领

1.开启冷水进口阀、气源开关，并将空气流量调至合适位置，然后开启空气加热电源开关

2.当空气进口温度达到某值（加120℃）并稳定后，改变空气流量，测定不同换热条件下的传热系数；

3.试验结束后，先关闭电加热器开关。待空气进口温度接近室温后，关闭空气和冷水的流量阀，最后关闭气源开关；

五、 实验数据

1.有关常数

换热面积：0.4m 2

2.实验数据记录表

以序号1为例：

查相关数据可知：18.8℃水的密度3

48.998m kg =ρ 20℃水的比热容()C kg kJ C p 。⋅=185.4

空气流量：s m Q 3004.0360016==气

水流量：s kg Q W 022

.03600/48.99810803-=⨯⨯=⋅=ρ水水 水的算数平均温度：C t t t 。出入平均3.212246.182=+=+=

传热速率：s J Q t t W C p 437.5016.18-24022.041851

2=⨯⨯=−⋅=

）（）（水

()()()(

)℃查图得：对数平均温度：逆

△△。△022.3699.0386.3699

.09.146.18245.291.110-06.06.181.1106.1824386.366.185.29241.110ln 6.185.29241.110ln 1

221

11122

121=⨯====−−=−==−−=−−==−−−−−=∆∆∆−∆=∆∆t t t t T T t

T t t t t t t m t m t m R P C t ϕϕ 传热系数：K m W t S Q K m 2801.34022

.364.0437.501=⨯=∆⋅=

六、 实验结果及讨论

1.求出换热器在不同操作条件下的传热系数。

答：如上表所示。

2.对比不同操作条件下的传热系数，分析数值，你可得出什么结论？

答：K 值总是接近热阻大的流体侧的α值，实验中，提高空气侧的α值以提高K 值。

3.转子流量计在使用时应注意什么问题？如何校正？

答：对于液体而言，()()

12212

1ρρρρρρ−−=f f Vs Vs 下标1表示出场标定液体，下标2表示实际液体；

对于气体：2

121s g g Vs V ρρ= （转子材料密度ρf>>ρg ）, 下标1表示出场标定气体，下标2表示实际气体。

4.针对该系统，如何强化传热过程才更有效？为什么？

答:提高对流传热系数α值，如提高空气流速，内管加入填充物或采用螺纹管，加热面在

上，制冷面在下。

5.逆流换热和并流换热有什么区别？你能用该实验装置加以验证吗？

答：①逆流推动力m t ∆大，载热体用量少，热敏物料加热，控制壁温以免过高；

②在相同水流量条件下，在获得相同Q 时，逆流操作的时间较并流 所需时间要少。

6.传热过程中，哪些工程因素可以调动？

答：①增大传热面积S;

②提高传热系数α；

③提高平均温差m t ∆

7.该实验的稳定性受哪些因素的影响？

答：①空气和蒸汽的流向；

②冷凝水不及时排走；

③蒸汽冷凝过程中，存在不冷凝气体，对传热有影响。

8.你能否对此实验装置做些改进，使之能够用于空气一侧对流传热系数的测定？

答：让空气走壳程，水走管程，根据流体在管外的强制对流公式，可提出空气一侧的对

流传热系数α值。