传热膜系数
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。
传热膜系数测定
传热膜系数测定实验一、报告摘要在工业生产中，要实现热量的交换，须采用一定的设备，此种交换的设备称为换热器。
化工生产中所指的换热器，常指间壁式换热器，它利用金属壁将冷、热两种流体间隔开，热流体将热传到壁面的另一侧（对流传热），通过坚壁内的热传递再由间壁的另一侧将热传递给冷流体。
从而使热流体物流被冷却，冷流体被加热，满足化工生产中对冷物流或热物流温度的控制要求。
对流传热的核心问题是求算传热膜系数 ，本实验中，可用图解法和最小二乘法计算准数关联式中的指数m 、n 和系数A 。
二、目的及任务1. 掌握传热膜系数的测定方法；2. 测定强化与非强化传热过程中，传热膜系数准数关联式的系数A 和指数m 、n ；3. 测定套管换热器的静压损失与雷诺准数的关系；4. 通过实验提高对传热膜系数准数关联式的理解，并分析影响传热膜系数的因素，了解工程上强化传热的措施。
三、基本原理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：p n m Gr A Nu ⋅⋅⋅=Pr Re对于强制湍流而言，Gr 准数可以忽略，故 n m A Nu Pr Re ⋅⋅= 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：Re lg lg Prlg 4.0m A Nu +=在双对数坐标中作图，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，则可得到系数A ，即：m Nu A RePr 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。
应用微机，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A 、m 、n 。
对于方程的关联，首先要有Nu 、Re 、Pr 的数据组。
实验3化工原理实验传热膜系数的测定
实验3化工原理实验传热膜系数的测定引言：传热膜系数是衡量传热效果的一个重要参数。
在化工工程中，准确测定传热膜系数对于设计和优化传热设备具有重要意义。
本实验旨在通过实验方法测定传热膜系数。
材料与方法：材料：水、试验设备、温度计仪器设备：传热装置、恒温器、温度计、流量计实验步骤：1.接通电源，打开恒温器，使其内部温度稳定在所需温度。
2.打开冷水和热水进水阀门，调节流量计开度至所需流量。
3.记录冷水、热水的入口和出口温度，并计算平均温度。
4.根据冷水和热水的平均温度与进出口温差，计算传热膜系数。
结果与讨论：实验中，我们进行了多组实验数据的测定，并计算了传热膜系数。
以下是两组实验结果的示例数据：实验1：冷水入口温度：20℃冷水出口温度：25℃热水入口温度：70℃热水出口温度：40℃冷水平均温度：22.5℃热水平均温度：55℃冷水和热水的进出口温差：2.5℃传热膜系数：10W/(m²·℃)实验2：冷水入口温度：15℃冷水出口温度：28℃热水入口温度：75℃热水出口温度：30℃冷水平均温度：21.5℃热水平均温度：52.5℃冷水和热水的进出口温差：3℃传热膜系数：15W/(m²·℃)通过多组实验数据的测定，我们可以发现传热膜系数与温差成正比例关系。
我们可以根据实验结果得到传热膜系数与温差的经验公式：q=KΔT，其中q为传热膜系数，ΔT为温差，K为比例常数。
结论：通过化工原理实验传热膜系数的测定，我们可以得到传热膜系数与温差的关系，并可以根据实验数据计算传热膜系数。
得到的实验结果可以在化工工程的传热设备设计和优化中起到重要的指导作用。
气体传热膜系数测定实验报告
气体传热膜系数测定实验报告今天咱们聊聊气体传热膜系数的测定实验，真的是个让人又爱又恨的话题。
说实话，气体传热膜系数听起来挺高大上的，实际上也就是研究气体是如何传递热量的。
这就像你在冬天打开暖气，房间慢慢变暖，哎，你感受到了温暖，但其实热量是通过空气传递的嘛。
哇，科学的魅力真是无处不在呀！我们这次实验可不是光在书本上抠数据，真的是亲自上阵。
我们得准备一套设备，这可不是随便找几样东西凑合的。
这套设备有些复杂，像是一个小实验室，里面有管子、热源、传感器，简直像个科学家的小玩具。
开工之前，大家的心情都特别激动，毕竟动手实验总是比坐在教室里听讲要有趣得多嘛。
然后，咱们就开始了测量。
把气体放进设备里，慢慢加热。
随着温度的升高，大家的脸上都露出了期待的神情。
咱们就像是孩子，盯着蜡烛旁的火焰，心里琢磨着会发生什么奇妙的事。
这时候，传感器开始工作，数据在不停地跳动，真是一场视觉的盛宴。
每当看到数字变化，心里都忍不住欢呼，哦，太棒了！这就是科学的魅力呀！在这个过程中，咱们也碰到了一些小问题。
设备有时候不太稳定，数据波动得像过山车。
唉，有时候真是让人哭笑不得，不过这也是实验的一部分嘛。
没事，调整调整，继续测。
毕竟，科学家可不是一帆风顺的，失败才是成功之母，这话真是有道理。
随着实验的深入，气体的传热膜系数也渐渐明朗。
通过计算，我们可以看到气体在不同温度下的热传导能力。
这时候，大家就像是破了案的侦探，眼前的谜团终于解开，心里那个高兴劲儿，别提有多爽。
气体的传热膜系数就像是它的性格，温暖的、冷淡的，各有各的特点。
做完实验，大家围坐在一起，开始讨论结果。
你一言我一语，热闹得像个市场。
每个人都有自己的见解，真的是个智力的碰撞。
有的小伙伴特别兴奋，开始想象这些数据在现实生活中的应用。
嘿，说不定哪天咱们的研究能帮助到建筑设计，让房子更节能环保呢！想想都觉得美滋滋。
实验结束后，大家的疲惫感一扫而空，心里充满了成就感。
虽然流了不少汗，但那种亲手做实验、得出结果的感觉，简直是无与伦比。
传热膜系数测定实验
实验数据表格
序 空气入口 空气出口 壁温1 号 温度[℃] 温度[℃] [℃] 壁温2 孔板压降 [℃] [kPa]
Re
Nu
Pr
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实验结果作图及要求
1、在双对数坐标系中画出Nu／Pr0.4～Re的关系图；
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2、整理出传热膜系数α的准数关系式； 3、讨论影响α的因素及强化传热的措施； 4、思考题7选4。
7
四、实验流程图
8
五、操作步骤
1、向蒸汽发生器加水至液位计高度4／5，关闭补水阀，启 动加热器； 2、铜管表面出现液滴时，全开阀门，调频率50Hz启动风机 预热5分钟； 3、间隔4Hz由大到小改变空气流量，孔板压降最小值大于 0.1kPa，稳定2分钟后记录数据； 4、加入静态混合器进行强化传热实验，方法同3，注意空 气出口温度计对中； 5、数据采集与控制软件使用及现场清理。
2
二、实验目的
在套管总传热方程 总传热系数
1 K
Q = K ⋅ A ⋅ Δt m
= 1
α
+
1
1 1 + λ / d α 2
α1 范围：
λ/d范围： α2 范围：
104 W/(m2•℃) 104 W/(m2•℃) 2000 W/(m2•℃)
关键因素α2，如何确定？进而确定K，求算A
3
通过实验要达到以下目的：
1、测定管内壁与空气的对流传热膜系数α； 2、测定用因次分析法求α时，关联式Nu=ARemPrn 中的参数； 3、分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
4
三、实验原理
温度 ［℃］
t出
t 气膜
w
液膜
（一）确定对流传热膜系数α:
(t (t
壳程流体传热膜系数计算公式
壳程流体传热膜系数计算公式
第一种计算壳程流体传热膜系数的公式是Dittus-Boelter公式，适
用于非凝结流体在光滑管内的传热。
该公式表达式为：
Nu=0.023*Re^0.8*Pr^0.3
其中，Nu为壳程流体传热膜系数，Re为雷诺数，Pr为普朗德数。
该
公式适用于气体和液体的换热，适用于冷却液和加热液温度差不大的情况。
第二种计算壳程流体传热膜系数的公式是Gnielinski公式，适用于
非凝结流体在表面粗糙管内的传热。
该公式表达式为：
Nu=(f/8)*(Re-1000)*Pr/(1+12.7*(f/8)^0.5*(Pr^(2/3)-1))
其中，f为摩阻因子，Re为雷诺数，Pr为普朗德数。
该公式适用于
壳程流体流经肋片内壳程，流体传热系数要求较高的情况。
第三种计算壳程流体传热膜系数的公式是Sieder-Tate公式，适用于
非凝结流体在粗糙管内的传热。
该公式表达式为：
Nu=(f/8)*(Re-1000)*Pr/(1+12.7*(f/8)^0.5*(Pr^(2/3)-1))
其中，f为摩阻因子，Re为雷诺数，Pr为普朗德数。
该公式适用于
壳程流体流经肋片内壳程，流体传热系数要求较高的情况。
以上是三种常用的计算壳程流体传热膜系数的公式，不同的公式适用
于不同的传热条件。
在实际工程应用中，需要根据具体的换热器结构和工
况条件来选择合适的计算公式，以确保获得准确的传热膜系数。
传热膜系数
传热膜系数1. 什么是传热膜系数传热膜系数（h值）是热传导过程中的一个重要参数，用来描述单位面积上的热量传递速率。
它反映了传热介质的导热性能以及界面热阻的影响。
2. 传热膜系数的计算方法传热膜系数的计算通常遵循特定的公式或经验关系。
常见的计算方法有以下几种：2.1 对流传热在对流传热中，传热膜系数可以通过涉及流体流动和传热的基本参数计算得出。
其中，涉及的参数有流体的流速、温度差、流体的热导率等。
常用公式如下：h = (Nu * λ) / L其中，h为传热膜系数，Nu为Nusselt数，λ为流体的导热系数，L为特征长度。
2.2 辐射传热在辐射传热中，传热膜系数的计算较为复杂，需要考虑物体表面的发射率、吸收率、几何形状等因素。
常用公式如下：h = ε * σ * (T_h^2 + T_c^2) * (T_h + T_c - 2T_s) / (1 / A_s + (1 - ε) / A_r)其中，h为传热膜系数，ε为发射率，σ为斯特藩-玻尔兹曼常数，T_h、T_c为热源和冷源的温度，T_s为表面温度，A_s为表面积，A_r为反射面积。
2.3 导热传热在导热传热中，传热膜系数与材料的导热性能有关，也受到界面热阻的影响。
常用公式如下：h = k / δ其中，h为传热膜系数，k为材料的导热系数，δ为界面热阻。
3. 传热膜系数的影响因素传热膜系数的数值大小受到多个因素的影响，主要包括以下几个方面：3.1 流体性质流体的物理性质如密度、粘度、导热系数等对传热过程的影响较大。
通常情况下，流体的导热系数越大，传热膜系数越大。
3.2 流体流动流体的流动状态对传热膜系数的影响较大。
在强制对流传热中，当流速增加时，传热膜系数也会增大。
3.3 流体的相态变化在传热过程中，当流体存在相态变化（如液化、气化等）时，传热膜系数会发生明显的变化。
相变过程中的潜热对传热起到重要作用。
3.4 材料性质材料的导热系数和热容量是影响传热膜系数的重要因素。
传热膜系数的测定
传热膜系数的测定姓名：王丽班级：应化11001 序号：15 指导教师：吴洪特一．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；1.掌握确定传热膜系数特征关联式中的系数A和指数m、n的方法；用图解法和线性回归法对αi的实验数据进行处理，求关联式Nu=ARe m Pr0.4中常数A，m的值。
3.通过对管程内部插有螺旋形麻花铁的空气—水蒸气强化套管传热器的实验研究，测定其特征数关联式Nu＇=BRe m中常数B、m的值和强化比Nu＇/Nu，了解强化传热的基本理论和基本方式。
4.学会测温热电偶的工作原理、使用方法。
二、实验原理（1）套管式传热膜系数的测定对流传热的核心问题是求算传热系数α，当流体无相变化时对流传热特征数关联式一般形式为：对强制湍流，Gr数可以忽略，。
本实验，可以图解法和最小二乘法两种方法计算特征数关联式中的指数m、n和系数A。
图解法中，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。
在直线上任去一点的函数值代入方程中得到系数A，即用图解法，根据试验点确定直线位置，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A、m、n可以看出方程的关联，首先要有Nu、Re、Pr的数据组。
雷诺数：：努赛尔数：；普兰特数：；式中d——换热器内管内径，m；——空气传热膜系数，W/m2·℃；——空气密度，kg/m3；——空气的热导率，W/m·℃；——空气定压比热容，J/kg·℃；——空气的黏度，Pa·s。
应为空气传热膜系数α1远小于蒸气传热膜系数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，即α1≈K，则有牛顿冷却定理：式中A——总传热面积，m2；——管内外流体的平均温差，℃其中：，T——蒸气侧的温度，可近似用传热管的外壁面平均温度（℃）表示。
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；。
传热膜系数
传热膜系数传热膜系数（Overall Heat Transfer Coefficient，简称U值）是指在传热过程中，各种传热途径对传热的贡献程度的综合表征。
它是一个综合参数，包括了传热介质以及两个接触表面的传热系数和传热表面与介质之间的传热阻力等因素。
传热膜系数的高低直接关系到传热效率和传热功率的大小，因此对于热工系统的设计和分析来说，了解传热膜系数的影响因素和计算方法是十分重要的。
传热膜系数的计算方法有多种，主要包括经验公式法、物理模型法和数值模拟法等。
其中，经验公式法是指通过实验数据或者经验公式来估算传热膜系数的数值；物理模型法是指基于传热过程的物理原理建立数学模型，通过求解模型得到传热膜系数；数值模拟法是指利用计算机进行传热过程的数值模拟，通过数值求解方法得到传热膜系数。
不同的方法适用于不同的传热方式和条件，选择合适的计算方法需要考虑多种因素。
传热膜系数的影响因素很多，包括传热介质的性质、流体状态、流动方式、传热表面的特性以及传热界面的阻力等。
在对流传热中，传热膜系数与流体的性质以及流速、温度差等有关。
在辐射传热中，传热膜系数与表面温度、表面特性以及介质的吸收系数等相关。
此外，传热过程中的物理现象，如相变、湍流等也会对传热膜系数产生影响。
因此，准确地计算和估算传热膜系数需要综合考虑各种因素。
在实际工程中，准确地计算和估算传热膜系数对于设计和优化传热设备以及提高能源利用效果具有重要意义。
传热膜系数的大小直接关系到传热功率的大小，因此，合理地选择传热表面材料、优化传热系统的结构和参数，能够提高传热膜系数，减少传热阻力，提高传热效率，降低能源消耗，进而减少对环境的不良影响。
总之，传热膜系数是一个综合的传热参数，对于热工系统的设计和分析来说具有重要的意义。
了解传热膜系数的计算方法和影响因素，对于准确估算传热膜系数、优化传热设备和提高能源利用效率具有重要的指导意义。
通过不断的研究和探索，我们将能够更好地理解传热过程的本质，推动传热技术的发展和应用。
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)]。
传热膜系数测定实验报告
·传热膜系数测定实验报告摘要：本实验使用超温安全控制系统通过蒸汽发生器、套管式换热器来测定传热膜系数α。
实验测得在非强化传热条件下传热膜系数α为40—130W/m 2K ，特征关系式中的系数A 为0.0201，指数m 为0.7885；在强化传热条件下，传热膜系数α为60—150W/m 2K ，特征关系式的系数A 为0.038，指数m 为0.07778。
本实验发现传热关联式中系数A 与公认值相差较大，对此进行误差分析。
关键词：传热膜系数 强化一、 实验目的及任务① 掌握传热膜系数α的测定方法。
② 通过实验掌握用图解法和最小二乘回归法确定传热膜系数特征数关系式中系数A 和指数m 、n 。
③ 通过实验提高对特征数关系式的理解，并分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
二、 实验原理当液体被加热时，对流传热特征关系式一般形式：Nu =ARe m Pr 0.4①上式两边取对数得Re lg lg Prlg4.0m A Nu+=②利用图解法是将②式在双对数坐标系下作图，找出直线斜率就是m ，所得曲线代入一点即可得系数A 。
利用最小二乘回归是指在算出Nu 、Re 、Pr 条件下用计算机进行回归拟合。
Re =d ρu μPr =Cp μλNu =αdλ传热系数α可由牛顿冷却定律求得Q =αS Δtm 传热量Q 的计算： Q =ρVsCp （t2−t1）/3600其中 Vs =26.2Δp 0.4以上各式中 α—传热膜系数，W/(m 2/℃) ；Q —传热量，W ；S —总传热面积，m 2； △tm —管壁和管内流体平均温差；ρ—流体密度，Kg/m 3；Vs —流体体积流量,m 3； △P —孔板压差计压降,KPa 。
t1，t2—空气进出口温度，℃。
三、实验设备说明本实验采用套管式换热装置。
内管为黄铜管，其内径为0.02mm ，有效长度为1.20m 。
空气进出口温度和管壁温度分别由铂电阻（Pt100）和热电偶测得。
膜传热系数计算
1、 壳程流体在平均温度 88.6℃下的平均密度： ρm = ρx = 940 × 0.7028 + 966 × 0.2756 + 0.68 × 0.0216 = 926.88 kg/m3 2、 壳程流体体积流量： ������ ������ = 40893.18 kg/h = 44m3 /h 3 926.88 kg/m
3、 壳程流通截面积： πD2 πd2 3.14 × 3.0482 3.14 × 0.7622 o So = − ×4= − × 4 = 5.5m2 4 4 4 4 4、 壳程流体流速： ������ 44 m3 /h ������ uo = = = 0.0022m/s So 5.5m2 × 3600 5、 当量直径：管子按正方形排列时 πd2 4(t 2 − 4 o ) de = πdo 管子按三角形排列时 2 πd2 4( 2 t 2 − 4 o ) de = πdo 式中，t 为管子中心间距 若按正方形排列计算， 此换热器管子间距为 1300mm， 则当量直径为 2063mm； 若按当量直径的定义，即流通截面积除以浸润周边长， So 5.5 de = = = 0.287 4πdo + πD 4 × 3.14 × 0.762 + 3.14 × 3.048 得出此换热器的当量直径为 287mm 6、 壳程流体的雷诺数： 若按当量直径为 2.063m Re = ρm uo de 926.88kg/m3 × 0.0022m/s × 2.063m = × 1000 = 133.5 μo 31.51 g/(m ∙ s) ρm uo de 926.88kg/m3 × 0.0022m/s × 0.287m = × 1000 = 18.6 μo 31.51 g/(m ∙ s)
北京化工大学传热膜系数测定实验报告(DOC)
北京化工大学实验报告传热膜系数测定实验班级：化工1001班姓名：李泽洲学号：2010011015 同组人：杨政鸿、陈双全一、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：nm Grp=PrRe⋅ANu⋅⋅对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故nm⋅=Re⋅ANu Pr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：Re lg lg Prlg4.0m A Nu+= 在双对数坐标中作图，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，则可得到系数A ，即：mNuA 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。
应用微机，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A 、m 、n 。
膜传热系数计算
壳程膜传热系数计算过程1、 壳程流体在平均温度88.6-C 下的平均密度：p m = px = 940 X 0.7028 + 966 X 0.2756 + 0.68 X 0.0216=926.88 kg/m 32、 壳程流体体积流量：T7 40893.18 kg/h “3“926.88 kg/m3=44m3/h3、壳程流通截面积：nD 2 nd? 3.14 X 3.0482 3.14 X 0.7622 7 So=〒一¥><4 = ----------------- ------- 一 ----- ----- X4 = 5.5m 2 4 4 4 4 壳程流体流速： V o 44 m 3/h u 。
= F =产厂~~丄K = 0.0022 m/s 0 S o 5.5m 2 X 3600 ' 当量直径：管子按正方形排列吋 4(t 2-学) d e _管子按三角形排列时砾普）d p = --------------- = ------------------------------------------ = 0.287E 4TTC 10 +nD 4X 3.14 X 0.762 + 3.14 X 3.048 得出此换热器的当最直径为287mm壳程流体的雷诺数：若按当量直径为2.063m口 p m u 0d e 926.88kg/m 3 X 0.0022m/s X 2.063m “八八 厲”匸Re = = » 宀 £ 7 x 1000 = 133.5 Po 31.51 g/(ms)若按当量直径为0.287mp m u o d e 926.88kg/ni 3 X 0.0022m/s X 0.287m Re = ----------- = _________ ____ ------- : X 1000 = 18.6 Ro 7、普朗特准数:4. 5、 6. 式中，t 为管子中心间距若按正方形排列计算，此换热器管子间距为1300mm,则当量直径为2063mm ： 若按当量直径的定义，即流通截面积除以浸润周边长，S o 5.531.51 g/(m- s)31.51 g/(m • s)c vo LL0.6293kcal/(kg • °C) X 3.151 X 10~2kg/(m- s)Pr = - -------------- &「 -------------------- — ------- x 3600入o 0.2354kcal/(m - h • °C)=303.258、壳程传热膜系数：绕管强制流动的流体，有圆缺性折流板时，可采用克恩公式h0 = 0.36? Re oss Prl(—)014g kkv式中(±)0.14为粘度校正系数，可以取0.92 Mw若采用第一种当量直径的计算方法0.2354kcal/(m・h • °C) X 1.163 ncc 1h0 = 0.36 x ---------------- ------------- --------- X 133.5055 x 303.253 x 0.920 2.063 m=4.4 W/(m2・ °C)若采用第二种当量直径的计算方法0.2354kcal/(m- h- °C) X 1.163 1h0 = 0.36 X --------------- ——-------- ---------- X 18.6°砧x 303.25$ X 0.920.287m=10.6W/(m2 - °C)。
由总传热系数求定传热膜系数关联式中系数与雷诺数指数的雷诺数分离法
由总传热系数求定传热膜系数关联式中系数与雷诺数指数的雷诺数分离法Lehmann-Reymann number separation method for coefficients in the correlation equation of thermal film coefficient determined by overall heat transfer coefficient and Reynolds number index雷诺数分离法是一种用于计算传热膜系数的方法，它将总传热系数关联式中的系数与雷诺数指数分离开来，从而计算出传热膜系数。
雷诺数分离法的基本原理是，在总传热系数关联式中，系数与雷诺数指数是相互关联的，而传热膜系数只与雷诺数指数有关，因此可以将系数与雷诺数指数分离开来，从而计算出传热膜系数。
具体来说，雷诺数分离法首先将总传热系数表示为一个函数，然后根据给定的雷诺数指数，求出该函数的导数，最后将导数与传热膜系数关联式相乘，从而求出传热膜系数。
Lehmann separation method is a method used to separate the Reynolds number exponent in the correlation equation of the heat transfer coefficient determined by the overall heat transfer coefficient for the heat transfer membrane. It is based on the fact that the Reynolds number exponent is a function of the Prandtl number exponent, and the Prandtl number exponent is a function of the Schmidt number exponent. The basic equation is: R_e^m=f(Pr^n)=g(Sc^p) where R_e is the Reynolds number, Pr is the Prandtl number, Sc is the Schmidt number, m, n and p are the exponents. The Lehmann separation method separates the Reynolds number exponent from the equation by solving the equation for m and expressing it as a function of n and p.Lehmann-Separation Method for Coefficients and Reynolds Number Exponents in the Correlation Equation for the Determination of the Heat Transfer Film Coefficient from the Total Heat Transfer CoefficientLehmann-Separation-Method for the Coefficients of the Correlation for the Heat Transfer Film Coefficient Determined from the Total Heat Transfer Coefficient and the Reynolds Number Index热传导系数和雷诺数指数之间的关联式可以用雷诺数分离法来求解。