成都理工化工原理实验四 套管换热器液-液热交换系数及膜系数测定
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。
化工原理传热膜系数测定实验报告
化工原理传热膜系数测定实验报告SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#北京化工大学化工原理实验报告实验名称：传热膜系数测定实验班级：化工1305班姓名：张玮航学号： 32 序号： 11同组人：宋雅楠、陈一帆、陈骏设备型号：XGB型旋涡气泵及ASCOM5320型压力传感器第4套实验日期： 2015-12-17一、实验摘要首先，本实验让空气走内管，蒸汽走环隙，采用由XGB 型漩涡气泵风机、ASCOM5320型压力传感器、孔板流量计、蒸汽发生器等组成的自动化程度较高的装置，由人工智能仪来读取所有温度和压差等参数，用计算机软件实现数据的在线采集与控制。
其次，由所得数据分别求得了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，再通过作图，使用图解法确定了传热膜系数准数关系式Re Pr m n Nu A =（n=）中的系数A 和指数m 后，在双对数坐标纸中作出了0.4/Pr Re Nu 的关系曲线。
最后，整理出了流体在圆管内做强制湍流流动的传热膜系数准数半经验关联式，并与公认的关联式进行了比较。
关键词：传热膜系数K 、雷诺数Re 、努赛尔准数Nu 、普朗特数Pr 、图解法二、实验目的1、掌握传热膜系数α及传热系数K 的测定方法： （1）测定空气在圆管内作强制湍流时的给热系数α1 （2）测定加入静态混合器后空气的强制湍流给热系数α1’2、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，将实验所得结果与公认的关联式进行比较，分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
三、实验原理间壁式传热过程可分为三个过程：第一、由热流体对固体壁面的对流传热，第二、固体壁面的热传导，第三、固体壁面对冷流体的对流传热。
当流体无相变时的对流传热准数关系式可由量纲分析法写为：Re Pr m n p Nu A Gr =对于强制湍流而言，Gr 数可忽略，进行简化后：Re Pr m n Nu A =在本文中，采用Excel 软件对上述准数关系式中的指数m 、n 和系数A 进行计算机求解。
化工原理の传热实验
化工原理の传热实验一、实验目的1、学习传热系数的测定方法；2、学习传热膜系数及其准数联式的测定方法。
二、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： ]/[2k m W t A qK 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） 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 ：][2m L d A 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 R Nu 0α= （7）式中：N u ——努塞尔特准数R e ——雷诺准数 P r ——普兰特准数αo ——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）u ——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。
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
10
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；
11
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
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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。
实验5 套管换热器液——液热交换系数及膜系数的测定
(2) K计算值（以管外表面积为基准）
1 K计
do di
1
i
do di
Ri
di dm
b
Ro
1
o
式中： Ri，R0——管内外污垢热阻，可忽略不计。 λ——铜导热系数380 [W/m2·K]
由于污垢热阻可忽略，铜管管壁热阻也可忽略（铜导热系数很
大且铜不厚，若同学有兴趣完全可以计算出来此项比较），上式可
VA02或VA03全开。加热启动时，必须保证VA04或 VA05全开。
TI01—风机出口气温（校正用）；TI12—光滑管进气温度；TI22— 螺纹管进气温度；TI13—光滑管进口截面壁温；TI23—螺纹管进口截面 壁温；TI14—光滑管出气温度；TI24—螺纹管出气温度；TI15—光滑管 出口截面壁温；TI25—螺纹管出口截面壁温；TI06—蒸汽发生器内水温 =管外蒸汽温度；VA01-放空阀；VA02-螺纹管冷空气进口阀；VA03-光 滑管冷空气进口阀；VA04—螺纹管蒸汽进口阀；VA05-光滑管蒸汽进口 阀；VA06-加水口阀；VA07液封排水口阀门；VA08-蒸汽发生器排水口 阀门；VA09-空气流量调节阀
t定
t6
tW 2
tW
t3 t5 2
t t6 tW
3.总传热系数K的测定
(1) K实际值
已知管内热负荷Ф，总传热方程：Ф=K0A0Δtm
Ф K0 A0 tm
式中：A0—管外表面积 A=d0πL [m2]
Δtm—管外平均温度差
t m
Δ tA Δ tB ln(Δ tA / Δ tB)
tA t6 t3 tB t6 t5
2.流程说明
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， 外套管设置有两对视镜，方便观察管内蒸汽冷凝情况。管内铜管测点间有效长度 1000mm。下套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。
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。
化工原理试验
◆ 应用小型电子计算机，对多变量方程进行一次
回归，就能同时得到A、m、n。
◆可以看出对方程的关联，首先要有
N u、 Re 、Pr
的数据组。
◆试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准数 P 值。同时由牛顿冷
5．测取数据方法： 1) 开冷水阀并将冷水流量控制在某一流量后,启动
循环水泵,打开热水阀将热水流量控制在60-250L/h流 量下进行实验。
2) 每调节一次热水流量并待流量、温度稳定后通
过琴键开关测定实验数据、记录数据。维持冷水流
量不变，改变热水流量（10~11次）重复实验，同
时记录数据。
注意事项：
来公 源式
式中： V —空气转子流量计在操作状态
下示值
0
M h
3
V —标准状态下气体流量
力 760
M h
3
T0、 P0—标准状态下温度273 K 和压
mmHg
、 T1 P1 —转子流量计标定状态下温度293 K 和压
力760 mmHg
、 —转子流量计使用状态下温度 K 和压力 P2 T2
☆ 传热量 Q 可由下式求得:
Q W C p t2 t1 3600
式中：W —质量流量
kg h
t1， t 2 —流体进出口温度 C
◆
CP
—流体定压比热
J
kg C
以空气为介质的实验及其传热量Q计算中的质
量流量W为:
W 1.293 V0
其中：
T0 P1 P2 V0 V P0 T1 T2
化工原理 传热膜系数测定实验报告材料
北京化工大学化工原理实验报告实验名称：传热膜系数测定实验班级：化工1305班姓名：张玮航学号： 2013011132 序号： 11同组人：宋雅楠、陈一帆、陈骏设备型号：XGB型旋涡气泵及ASCOM5320型压力传感器第4套实验日期： 2015-12-17一、实验摘要首先，本实验让空气走内管，蒸汽走环隙，采用由XGB 型漩涡气泵风机、ASCOM5320型压力传感器、孔板流量计、蒸汽发生器等组成的自动化程度较高的装置，由人工智能仪来读取所有温度和压差等参数，用计算机软件实现数据的在线采集与控制。
其次，由所得数据分别求得了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，再通过作图，使用图解法确定了传热膜系数准数关系式Re Pr m n Nu A =（n=0.4）中的系数A 和指数m 后，在双对数坐标纸中作出了0.4/Pr Re Nu 的关系曲线。
最后，整理出了流体在圆管内做强制湍流流动的传热膜系数准数半经验关联式，并与公认的关联式进行了比较。
关键词：传热膜系数K 、雷诺数Re 、努赛尔准数Nu 、普朗特数Pr 、图解法二、实验目的1、掌握传热膜系数α及传热系数K 的测定方法： （1）测定空气在圆管内作强制湍流时的给热系数α1 （2）测定加入静态混合器后空气的强制湍流给热系数α1’2、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，将实验所得结果与公认的关联式进行比较，分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
三、实验原理间壁式传热过程可分为三个过程：第一、由热流体对固体壁面的对流传热，第二、固体壁面的热传导，第三、固体壁面对冷流体的对流传热。
当流体无相变时的对流传热准数关系式可由量纲分析法写为：Re Pr m n p Nu A Gr =对于强制湍流而言，Gr 数可忽略，进行简化后：Re Pr m n Nu A =在本文中，采用Excel 软件对上述准数关系式中的指数m 、n 和系数A 进行计算机求解。
成都理工化工原理实验四 套管换热器液-液热交换系数及膜系数测定.
本科生实验报告实验课程学院名称专业名称学生姓名学生学号指导教师实验地点实验成绩二〇年月二〇年月填写说明1、适用于本科生所有的实验报告(印制实验报告册除外;2、专业填写为专业全称,有专业方向的用小括号标明;3、格式要求:1用A4纸双面打印(封面双面打印或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。
2打印排版:正文用宋体小四号,1.5倍行距,页边距采取默认形式(上下2.54cm,左右2.54cm,页眉1.5cm,页脚1.75cm。
字符间距为默认值(缩放100%,间距:标准;页码用小五号字底端居中。
3具体要求:题目(二号黑体居中;摘要(“摘要”二字用小二号黑体居中,隔行书写摘要的文字部分,小4号宋体;关键词(隔行顶格书写“关键词”三字,提炼3-5个关键词,用分号隔开,小4号黑体;正文部分采用三级标题;第1章××(小二号黑体居中,段前0.5行1.1×××××小三号黑体×××××(段前、段后0.5行1.1.1小四号黑体(段前、段后0.5行参考文献(黑体小二号居中,段前0.5行,参考文献用五号宋体,参照《参考文献著录规则(GB/T7714-2005》。
实验四套管换热器液-液热交换系数及膜系数测定一、实验目的1.加深对传热过程基本原理的理解;2.了解传热过程的实验研究方法。
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,最后再由壁面把热量传给冷热流体。
热交换过程即给热---导热---给热三个串联过程组成。
若热流体在套管换热器的管内流过,而冷流体在管外流过,设备两端测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表示:(21T T C m Q P s -=(1就整个热交换而言,有传热速率基本方程经过数学处理,得计算式mT KA Q ∆=(2(('222'111T T T T T T -=∆-=∆(3平均温度差可按下式计算:2, 2 , 22121212121T T ΔT T T T T ΔT T m m ∆+∆=<∆∆∆∆∆-∆=>∆∆(4由(1和(2联立,可得传热总系数计算式:m P s T A T T C m K ∆-=(21(5就固体壁面两侧的给热过程来说,给热速率基本方程为:(('''21T T A Q T T A Q W W W W -=-=αα(6根据热交换两端的边界条件,经数学推导,可得管内给热过程的速率计算式:'1W W T A Q ∆=α(7热流体与管内面之间的平均温度差可按下式计算:2(( , 2/(ln((( , 22211'221122112211'2211W W m W W W W W W m W W T T T T ΔT T T T T T T T T T T T T ΔT T T T T -+-=<-------=>--(8由(1和(7联立可得管内传热膜系数的计算式:'1211m W P s T A T T C m ∆-=α(9同理可得到管外给热过程的传热膜系数的公式。
化工原理_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：传热膜系数测定实验班级：化工1305班姓名：XXX学号：XXX 序号：11同组人：XXXX设备型号：XGB型旋涡气泵及ASCOM5320型压力传感器第4套实验日期：2015-12-17一、实验摘要首先，本实验让空气走内管，蒸汽走环隙，采用由XGB 型漩涡气泵风机、ASCOM5320型压力传感器、孔板流量计、蒸汽发生器等组成的自动化程度较高的装置，由人工智能仪来读取所有温度和压差等参数，用计算机软件实现数据的在线采集与控制。
其次，由所得数据分别求得了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，再通过作图，使用图解法确定了传热膜系数准数关系式Re Pr m n Nu A =（n=0.4）中的系数A 和指数m 后，在双对数坐标纸中作出了0.4/Pr Re Nu 的关系曲线。
最后，整理出了流体在圆管内做强制湍流流动的传热膜系数准数半经验关联式，并与公认的关联式进行了比较。
关键词：传热膜系数K 、雷诺数Re 、努赛尔准数Nu 、普朗特数Pr 、图解法二、实验目的1、掌握传热膜系数α及传热系数K 的测定方法： （1）测定空气在圆管内作强制湍流时的给热系数α1 （2）测定加入静态混合器后空气的强制湍流给热系数α1’2、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，将实验所得结果与公认的关联式进行比较，分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
三、实验原理间壁式传热过程可分为三个过程：第一、由热流体对固体壁面的对流传热，第二、固体壁面的热传导，第三、固体壁面对冷流体的对流传热。
当流体无相变时的对流传热准数关系式可由量纲分析法写为：Re Pr m n p Nu A Gr =对于强制湍流而言，Gr 数可忽略，进行简化后：Re Pr m n Nu A =在本文中，采用Excel 软件对上述准数关系式中的指数m 、n 和系数A 进行计算机求解。
套管式换热器的操作及对流给热系数测定数据处理
套管式换热器的操作及对流给热系数测定数据处理套管式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于工业生产和能源领域。
下面将介绍套管式换热器的操作步骤以及对流传热系数的测定数据处理方法。
套管式换热器的操作步骤如下：
1.准备工作：检查套管式换热器的密封性能，确保换热器内部无杂质和污垢。
2.连接管路：将冷却介质和热介质分别连接到套管式换热器的冷却管和热管上。
3.开启阀门：逐步开启冷却介质和热介质的阀门，使两种介质依次进入套管式换热器。
4.调整流量：根据实际需要，通过调节阀门控制冷却介质和热介质的流量，以达到预定的换热效果。
5.观察运行情况：监测套管式换热器的运行状态，包括温度、压力等参数，确保设备正常运行。
6.维护保养：定期清洗套管式换热器，保持其换热效率和使用寿命。
对于对流传热系数的测定数据处理，一般采用实验方法进行。
以下是一种常见的数据处理方法：
1.测量数据收集：在实验中，通过测量冷却介质和热介质的温度差、流量和换热面积等参数，获取相关的测量数据。
2.数据处理：根据换热器的几何形状和流体性质，结合传热方程，
计算对流传热系数。
3.数据分析：对实验数据进行分析，例如绘制温度差与对流传热系数的关系曲线，以及计算平均值和标准偏差等统计参数。
4.结果验证：将实验结果与理论计算值进行对比，验证实验数据的准确性和可靠性。
5.结论总结：根据数据处理和分析结果，得出对流传热系数的结论，并对实验过程中的影响因素进行讨论。
套管式换热器的操作步骤和对流传热系数的测定数据处理方法是进行换热实验和研究的重要内容，通过科学的操作和数据处理，可以得到准确可靠的换热效果和传热系数数据。
化工原理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：传热膜系数测定实验班级：化工1305班*名：***学号：********** 序号：11同组人：宋雅楠、陈一帆、陈骏设备型号：XGB型旋涡气泵及ASCOM5320型压力传感器第4套实验日期：2015-12-17一、实验摘要首先，本实验让空气走内管，蒸汽走环隙，采用由XGB 型漩涡气泵风机、ASCOM5320型压力传感器、孔板流量计、蒸汽发生器等组成的自动化程度较高的装置，由人工智能仪来读取所有温度和压差等参数，用计算机软件实现数据的在线采集与控制。
其次，由所得数据分别求得了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，再通过作图，使用图解法确定了传热膜系数准数关系式Re Pr m n Nu A =（n=0.4）中的系数A 和指数m 后，在双对数坐标纸中作出了0.4/Pr Re Nu 的关系曲线。
最后，整理出了流体在圆管内做强制湍流流动的传热膜系数准数半经验关联式，并与公认的关联式进行了比较。
关键词：传热膜系数K 、雷诺数Re 、努赛尔准数Nu 、普朗特数Pr 、图解法二、实验目的1、掌握传热膜系数α及传热系数K 的测定方法： （1）测定空气在圆管内作强制湍流时的给热系数α1 （2）测定加入静态混合器后空气的强制湍流给热系数α1’2、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，将实验所得结果与公认的关联式进行比较，分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。
三、实验原理间壁式传热过程可分为三个过程：第一、由热流体对固体壁面的对流传热，第二、固体壁面的热传导，第三、固体壁面对冷流体的对流传热。
当流体无相变时的对流传热准数关系式可由量纲分析法写为：Re Pr m n p Nu A Gr =对于强制湍流而言，Gr 数可忽略，进行简化后：Re Pr m n Nu A =在本文中，采用Excel 软件对上述准数关系式中的指数m 、n 和系数A 进行计算机求解。
实验四 液
实验四 液—液热交换总传热系数及膜系数的测定一、实验目的在工业生产和实验研究中，常遇到两种液体进行热交换，来达到加热或者冷却 之目的。
为了强化热量传递过程，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，曾有不少学者进行过研究，并取得了不少求算流体传热膜系数的关联式。
每一个关联式都是在特定的条件下，由大量实验数据归纳而成。
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 。
本实验利用套管热器实验装置，测定液—液热交换的总传热系数，以及流体在圆管内作强制湍流时的传热膜系数。
希望通过本实验，对这种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，并加深对流体传热基本原理的理解。
二、实验原理1、总传热系数K 的测定冷热流体通过固体间壁所进行的热交换过程由给热—导热—给热三部分组成。
单位时间内热流体向冷流体传递热量，可由总的传热速率方程式及热量衡算方程表示：)/()()(12,,21,,s J t t c q T T c q t A K c p c m h p h m m -=-=∆⋅⋅=Φ （4—1）或 )/(22s J t A K m ∆⋅⋅=Φ （4—2）式中：Φ——传热速率，J/s ；A ——固体壁面积，即热交换面积，m 2； A ——管的外表面积，m 2； K ——传热系数，W·m -2·K -1；K 2——基于管外表面的传热系数，W·m -2·K -1；m t ∆——两种流体的平均温度差，K 。
c m h m q q ,,,——分别为热流体和冷流体的质量流量，kg·s -1；c p ，h ，c p ，c ——分别为热流体和冷流体的定性温度时的比热容，J·kg -1·K -1；T 1，T 2——分别为热流体进口温度、出口温度，K ； t 1，t 2——分别为冷流体出口温度、进口温度，K ；2121ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆ （4—3）21,t t ∆∆——分别为热交换器两端冷热流体的温度差，K 。
套管换热器液液热交换系数及膜系数的测定
实验结果整理1、记录实验设备基本参数（1）实验设备型式和装置方式：水平装置套管式热交换器（2）内管基本参数：材质：黄铜 外径：d=12mm 壁厚：ϑ=1.5mm 测试段长度：L=1000mm（3）套管基本参数：材质：有机玻璃 外径：'d =20mm 壁厚：'ϑ=2mm （4）流体流通的横截面积：内管横截面积：S =2510362.6m -⨯ 环隙横截面积：'S =2510796.8m -⨯（5）热交换面积：内管内壁表面积：W A =20283.0m 内管外壁表面既：'W A =20377.0m平均热交换面积：A =20330.0m2、实验数据记录：3、实验数据整理p 241d m u s πρ=111T T T '-=∆ 222T T T '-=∆ )(21T T C m Q p s --=m T KA Q ∆=221T T T m ∆+∆=∆（2）由实验数据求取流体在圆形直管内作强制湍流时的传热膜系数α。
实验数241d m u sπρ=2)()(2211w w m-T T - T T T +='∆ m w p s m w T A T T C m T A Q '∆--='∆=)(21α（3）由实验原始数据和测得的α值，对水平管内传热膜系数的准数关联式进行参数估计。
μρdu =e Rλαd N u =λμp C =r PRelg3.53529412 3.6763277343.7789467283.8627275283.932778073.9946690224.0470411034.0945410014.137417415Nulg 1.3074960381.4983105541.585460731.6541765421.7201593031.8115750061.8674674881.9314578711.980457892。
成都理工化工原理实验报告
成都理工化工原理实验报告本科生实验报告实验课程化工原理学院名称材料与化学化工学院专业名称学生姓名学生学号指导教师曾英、曹语晴实验地点测试楼实验成绩二〇年月二〇年月实验一 管路流体阻力的测定同组实验同学：一、实验目的研究管路系统中的流体流动和输送，其中重要的问题之一，是确定流体在流动过程中的能量损耗。
流体流动时的能量损耗（压头损失），主要由于管路系统中存在着各种阻力。
管路中的各种阻力可分为沿程阻力（直管阻力）和局部阻力两大类。
本实验的目的，是以实验方法直接测定摩擦系数λ和局部阻力系数ζ。
二、实验原理当不可压缩流体在圆形导管中流动时，在管路系统内任意二个截面之间列出机械能衡算方程为()1 kg J h 2u P gZ 2u P gZ 1f 22222111-⋅++ρ+=+ρ+或 ()2 m H g2u g P Z g 2u g P Z f 22222111液柱++ρ+=+ρ+式中；Z —一流体的位压头，m 液柱；P ——流体的压强，Pa ；U —一流体的平均流速，m ·s -1h ；—一单位质量流体因流体阻力所造成的能量损失，J ·kg -1H f —一单位重量流体因流体阻力所造成的能量损失，即所谓压头损失，m 液柱；符号下标1和2分别表示上游和下游截面上的数值。
假若：（1）水作为试验物系，则水可视为不可压缩流体； （2）试验导管是按水平装置的，则Z 1=Z 2；（3）试验导管的上下游截面上的横截面积相同，则u 1=u 2. 因此（1）和（2）两式分别可简化为()()4m gP P H 3kg J P P h 21f 1-21f 水柱ρ-=⋅ρ-=由此可见，因阻力造成的能量损失（压头损失），可由管路系统的两截面之间的压力差（压头差）来测定。
当流体在圆形直管内流动时，流体因摩擦阻力所造成的能量损失（压头损失），有如下一般关系式：()5 kg J 2u d l P P h 1221f -⋅⋅⋅λ=ρ-=或 ()6 m g2u d l g P P H 221f 水柱⋅⋅λ=ρ-=式中；d —一圆形直管的管径，m ；l —一圆形直管的长度，m ； λ—一摩擦系数，【无因次】。
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, λ4）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⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=223,,μρβλμμρλαtl g c lu F l p 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： m t A K t T t T t T t T A K Q ∆⋅⋅=-----⋅=111221122111ln)()(热量衡算方程：)()(12322111t t c q T T c q Q p m p m -=-=圆管传热牛顿冷却定律：22112211222112211211ln )()(ln )()(w w w w w w w w T T T T T T T T A t t t t t t t t A Q -----⋅=-----⋅=αα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。
套管式换热器液气换热传热系数
套管式换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于化工、石油、电力等行业。
在工业生产中，液体和气体的换热传热系数对设备的性能和效率有着重要的影响。
研究套管式换热器的液气换热传热系数是非常有意义的。
一、套管式换热器液气换热传热系数的定义液气换热传热系数是指在套管式换热器中，液体和气体之间进行换热传热时的传热效率。
它反映了液体和气体之间热量传递的快慢和效率高低。
二、影响套管式换热器液气换热传热系数的因素1. 流体性质：液体和气体的物理性质和热物性对换热传热系数有着重要的影响。
流体的导热系数、粘度、密度等指标会直接影响传热系数的大小。
2. 换热器结构：套管式换热器的结构参数，如壁厚、管道长度、管道间距等都会影响换热传热系数。
合理的结构设计可以提高传热效率。
3. 流体流动状态：流体的流动状态对换热传热系数有着重要的影响。
湍流状态下的传热系数要高于层流状态。
4. 温度差：液体和气体之间的温度差也会影响换热传热系数，通常情况下，温度差越大，传热系数越高。
三、套管式换热器液气换热传热系数的计算方法1. 根据传热学的基本理论，可以利用换热传热系数的经验公式来计算。
对于对流换热，可以使用努塞尔数和普朗特数来计算传热系数。
2. 对于复杂的工况，可以采用数值模拟方法来计算。
通过建立数学模型，利用计算流体力学（CFD）软件对流态场和温度场进行数值模拟，最终求得换热传热系数。
3. 实验方法也是研究换热传热系数的常用手段。
通过设计合理的实验方案，利用实验设备和手段来测试不同工况下的换热传热系数。
四、套管式换热器液气换热传热系数的提高方法1. 优化换热器结构，增大换热面积，增加传热系数。
2. 选择合适的传热介质，提高流体的换热性能。
3. 控制流体的流动状态，促使流体达到湍流状态。
4. 控制温度差，避免温差过大影响传热效果。
五、结语套管式换热器液气换热传热系数是影响换热器性能的重要参数，研究和提高换热传热系数有着重要的理论意义和实际价值。
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本科生实验报告
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放100%，间距：标准）；页码用小五号字底端居中。
③具体要求：
题目（二号黑体居中）；
摘要（“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4
号宋体）；
关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)；
正文部分采用三级标题；
第1章××(小二号黑体居中，段前0.5行)
1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行）
1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行）
参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T 7714－2005）》。
实验四 套管换热器液-液热交换系数及膜系数测定
一、实验目的
1． 加深对传热过程基本原理的理解； 2． 了解传热过程的实验研究方法。
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，最后再由壁面把热量传给冷热流体。
热交换过程即给热---导热---给热三个串联过程组成。
若热流体在套管换热器的管内流过，而冷流体在管外流过，设备两端测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表示：
)(21T T C m Q P s -= （1）
就整个热交换而言，有传热速率基本方程经过数学处理，得计算式
m T KA Q ∆= （2）
)
()('
2
22'111T T T T T T -=∆-=∆ （3）
平均温度差可按下式计算：
2
, 2)/ln( , 22
1
21212
121T T ΔT T T T T T T ΔT T T m m ∆+∆=<∆∆∆∆∆-∆=>∆∆ （4）
由（1）和（2）联立，可得传热总系数计算式：
m
P s T A T T C m K ∆-=
)
(21 （5）
就固体壁面两侧的给热过程来说，给热速率基本方程为：
)
()('
''21T T A Q T T A Q W
W
W W -=-=αα （6）
根据热交换两端的边界条件，经数学推导，可得管内给热过程的速率计算式：
'
1W
W T A Q ∆=α （7）
热流体与管内面之间的平均温度差可按下式计算：
2
)()( , 2)/()ln()()( , 2221
1'
22112211221
1'
2211W W m W W W W W W m W W T T T T ΔT T T T T T T T T T T T T ΔT T T T T -+-=<-------=>-- （8）
由（1）和（7）联立可得管内传热膜系数的计算式：
'
1211)
(m
W P s T A T T C m ∆-=
α （9） 同理可得到管外给热过程的传热膜系数的公式。
流体在圆形直管内作强制对流时，传热膜系数α与各项影响因素（管内径、流速、流体密度、流体黏度、定亚比热容和流体导热系数）之间的关系可关联成如下准数式：
λμμρλ/Pr ; /Re ; /Nu ; Pr Re Nu n m p C du ad a ====
上式中系数a 和指数m,n 的具体数值需要通过实验来测定，则传热膜系数可由上式计算。
例如：当流体在圆形直管内作强制湍流时，
50/1 ,160~7.0Pr ,10000Re >=>d
则流体被冷却时，a 值可按下式计算：
3.08.03.00.8
)()(023.0 ; Pr 0.023Re Nu λ
μμρλP C du d a ==
流体被加热时，a 值可按下式计算：
4.08.04.00.8
)()(023.0 ; Pr 0.023Re Nu λ
μμρλP C du d a ==
当流体在套管环隙内作强制湍流时，上列各式中d 用当量直径de 替代即可。
各项物性常数均取流体进出口平均温度下的数值。
图1 套管热交换器两端测试点的温度
三、实验装置及流程
1.恒温水槽
2.搅拌桨 3．循环水泵4.转子流量计5．冷水阀门
6.高位稳压水槽
7.冷阱
四、实验步骤
实验前准备工作
（1）向恒温循环水槽中灌入蒸馏水或软水，直至溢流管有水溢出为止。
（2）开启并调节通往高位稳压水槽的自来水阀门，使槽内充满水，并由溢流管有水流出。
（3）将冰碎成细粒，放入冷阱中并掺入少许蒸馏水，使之成粥状。
将热电偶冷接触点插入冰水中，盖严盖子。
（4）将恒温水槽的温度定为55℃，启动恒温水槽的电热器，等温度到达后即可开始实验。
（5）实验前需要准备好热水转子流量计的流量标定曲线和热电偶分度表。
实验操作步骤
1．开启冷水阀门，测定冷水流量，实验过程中保持恒定。
2．启动循环水泵，开启并调节热水阀门使流量在60~250L·h-1范围内选取若干流量值（一般不少于6组数据）进行实验测定。
3．每调节一次热水流量，待流量和温度都恒定后再通过开关依次测定各点温度。
实验注意事项：
（1）．开始实验时，必须先向换热器通冷水，然后再启动热水泵。
停止实验时，必须先停热电器，待热交换器管内存留热水被冷却后，再停水泵并停止通冷水。
（2）．启动恒温水槽的电热器之前，必须先启动循环泵使水流动。
（3）．在启动循环泵之前，必须先将热水调节阀门关闭，待泵运行正常后，再徐徐开启调节阀。
（4）．每改变一次热水流量，一定要等传热过程稳定之后，才能测数据。
每测一组数据最好
多重复几次。
当流量和各点温度数值恒定后，表明过程已达稳定状态。
实验内容：
1．测定套管换热器的传热总系数K；
2．测定流体在圆管内作强制湍流时的传热膜系数h。
五、实验记录
1．记录实验设备基本参数
(1)内管基本参数：
外径：d= mm；壁厚：δ= mm；
测试段长：L= mm
(2)套管基本参数：
外径：d’= mm；
壁厚：δ’= mm；
(3)流体流通的横截面积
内管横截面积：S= mm
环隙横截面积：S’= mm
(4)热交换面积：
内管内壁表面积：A W=
内管外壁表面积：A W’=
平均热交换面积：A=
2．实验数据记录
3．实验数据整理(1)总传热系数
(2)传热膜系数
水平管内传热膜系数的准数关联式：
m Pr
n
Nu=
aRe
在实验测定温度范围内，Pr数值变化不大，可取其平均值并将Pr n视为定值与a项合并。
m
Nu=
ARe
上式两边取对数，
=
lgNu+
mlgRe
lgA
因此，可将Nu和Re实验数据，直接在双对数坐标纸上进行标绘，由实验曲线的斜率和截距估计参数A和m，或者用最小二乘法进行线性回归，估计参数A和m。
取Pr为定值，且n=0.3，由A计算得到a值，列出：
A=
m=
a=。