气汽对流传热综合实验数据处理
实验四气汽对流传热综合实验报告
实验四气汽对流传热综合实验报告化学实验教学中心实验报告化学测量与计算实验Ⅱ实验名称: 气-汽对流传热综合实验报告学生姓名: 学号:院 (系): 年级: 级班指导教师: 研究生助教: 实验日期: 2017、05、26 交报告日期: 2017、06、02一、实验目的1、掌握对流传热系数的测定方法,加深对其概念与影响因素的理解;2、应用线性回归分析方法,确定关联式中常数的值;3、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,测定其强化比,了解强化传热的基本理论与基本方式。
二、实验原理本实验采用套管换热器, 以环隙内流动的饱与水蒸汽加热管内空气,水蒸汽与空气间的传热过程由三个传热环节组成:水蒸汽在管外壁的冷凝传热,管壁的热传导以及管内空气对管内壁的对流传热。
本实验装置采用两组套管换热器,即光滑套管换热器及强化套管换热器。
(一)光滑套管换热器传热系数及其准数关联式的测定1、对流传热系数的测定在该实验中,空气走内管,蒸汽走外管。
对流传热系数可以根据牛顿冷却定律,用实验测定(1) 式中,为管内流体对流传热系数,;为管内传热速率,;管内换热面积,;为内壁面与流体间的温差,。
由右式确定: (2)式中,分别为冷流体的入口、出口温度,;为壁面平均温度,。
应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、外壁温度与壁面温度近似相等,用来表示。
管内换热面积: (3)式中,为内管管内径,;为传热管测量段的实际长度,。
由热量衡算式: (4)其中质量流量由右式求得: (5)式中,为冷流体在套管内的平均体积流量,;为冷流体的定压比热,;为冷流体的密度,。
与可根据定性温度查得,为冷流体进出口平均温度。
可采取一定的测量手段得到。
2、对流传热系数准数关系式的实验确定流体在管内做强制湍流,被加热状态,准数关联式的形式为: (6)其中,,, 物性数据可根据定性温度查得。
经计算可知,对于管内被加热的空气,普兰特常数变化不大,可认为就是常数,则关联式的形式简化为: (7) 这样通过实验确定不同流量下的与,然后用线性回归方法确定的值。
气气传热实验报告
气气传热实验报告气气传热实验报告摘要：本实验旨在研究气体传热的规律和特性。
通过实验测量不同条件下气体传热的速率和效果，分析实验结果，探讨气体传热的机制和影响因素。
实验结果表明，气体传热受到温度差、气体类型和介质等因素的影响，可以通过调节这些因素来改变气体传热的速率和效果。
引言：气体传热是热力学和工程学中的重要研究内容，对于理解和应用热传导、对流传热和辐射传热等方面具有重要意义。
通过实验研究气体传热的规律和特性，可以为工程实践和能源利用提供理论依据和技术支持。
实验方法：本实验使用了传热实验装置，包括热源、传热介质和传热体。
首先，将传热介质充满传热装置，确保介质的稳定流动。
然后，通过调节热源的温度和传热体的表面积，控制传热的条件。
在不同的实验条件下，使用热电偶测量传热体的温度变化，并记录实验数据。
实验结果：根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 温度差对气体传热速率的影响：实验证明，温度差是影响气体传热速率的重要因素。
当温度差增大时，传热速率也随之增大。
这是因为温度差增大会增大热传导的驱动力，从而加快传热过程。
2. 气体类型对气体传热效果的影响：不同气体的传热特性存在差异。
实验结果表明，氢气和氧气的传热速率较快，而二氧化碳和氮气的传热速率较慢。
这是因为气体分子的质量和结构不同，导致其传热特性存在差异。
3. 介质对气体传热效果的影响：实验中使用了不同的传热介质，包括空气、水和油。
实验结果表明，不同介质对气体传热的影响不同。
水和油的传热效果较好，而空气的传热效果较差。
这是因为水和油的热导率较高，能够更好地传递热量。
讨论：通过对实验结果的分析和讨论，我们可以得出以下结论：1. 温度差是影响气体传热速率的重要因素。
在实际应用中，可以通过控制温度差来调节气体传热的速率和效果。
2. 气体类型对气体传热的影响较大。
在工程实践中，需要根据具体气体的传热特性选择合适的传热介质和传热方式。
3. 介质对气体传热的影响也很重要。
对流传热综合实验
六、思考题
1）实验中冷流体和蒸汽的相对流向对传热效果有何 影响?
2）在计算空气质量流量时所用到的密度值与求雷诺 数时的密度值是否一致？它们分别表示什么状态 下的密度，应在什么条件下进行计算。
3）实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影 响？如何及时排走冷凝水？如果采用不同压强的 蒸汽进行实验，对α关联式有何影响？
给热系数的因素和强化传热的途径。
二、基本原理
传热过程达到稳定时
T
Q m1c p1 T1 T2 m2c p2 t2 t1 1 A1 T TW M 2 A2 tW t m
KAtm
TW
tW
t
图 4－1 间壁式传热过程示意图
三、实验装置流程
图一 空气-水蒸气换热综合实验流程图
由实验数据作图拟合曲线，确定常数A及m的值；
3）以 ln Nu/Pr 0.4 为纵坐标， lnRe 为横坐标，
将处理后的实验数据标绘在图上，并与经验式比较
Nu/Pr 0.4 0.023 Re0.8
5）比较普通管和强化管的给热系数的大小； 6）比较列管换热器在冷热介质流量相同的情况下，
并流和逆流时的给热系数的大小。
4）通过不锈钢软管，将蒸汽发生器出气管和装置进 蒸汽接口连接好。打开水汽排空阀，排出上次实 验余留的冷凝水，在整个实验过程中也保持一定 开度并注意开度适中。
5）在通水蒸汽前，也应将蒸汽发生器到实验装置之 间管道中的冷凝水排除，否则夹带冷凝水的蒸汽 会损坏压力表及压力变送器。
6）具体排除冷凝水的方法是：关闭蒸汽进口阀门， 打开冷凝水排空阀，当听到蒸汽通过的响声时关 闭冷凝水排除阀，方可进行下一步实验。
7）开始通入蒸汽时，蒸汽进口阀的开度不可太大， 务必让蒸汽徐徐流入换热器中，使系统由“冷态”
气汽传热实验报告
气汽传热实验报告实验目的：研究气体与汽体达到热平衡时的传热现象。
实验原理：在气氛中，气体与汽体的传热过程通常是以对流传热为主要方式。
对流传热是通过流体的对流传递热量的过程，其传热速率与传导传热的速率相比较大。
在实验中，我们以空气为气体，水蒸气为汽体，通过一个实验装置将这两种介质进行传热。
实验装置包括一个加热器和一个冷却器，它们分别与制冷装置和加热装置相连。
当实验开始时，加热器中的水被加热转化为水蒸气，水蒸气进入冷却器后被冷却成为液态水。
实验装置中的流量计和温度计可以测量气体和汽体的流量和温度。
实验过程：1. 将实验装置连接好，确保每一处连接都密封可靠。
2. 打开制冷装置和加热装置，开始循环。
3. 记录下气体和汽体的流量和温度，根据实际需要调整加热和冷却的功率。
4. 每隔一段时间记录一次流量和温度，直到达到热平衡状态。
实验数据处理：根据实验记录的数据，我们可以计算出气体和汽体的传热速率。
传热速率可以用下面的公式来计算：q = m * Cp * (Tout - Tin)其中，q为传热速率，m为流量，Cp为比热容，Tout为出口温度，Tin为入口温度。
通过计算得到的传热速率数据可以绘制成传热速率随时间的曲线图。
根据曲线图的特点可以分析传热过程的规律。
实验结果和讨论：根据实验数据和曲线图可以看出，传热速率在开始时较大，随着时间的推移逐渐减小并趋于稳定。
这是因为在开始时，气体和汽体的温差较大，传热速率会比较快。
随着时间的推移，气体和汽体之间的温差减小，传热速率也会相应减小。
当气体和汽体达到热平衡时，传热速率将趋于一定的稳定值。
此外，传热速率还受到其他因素的影响，比如流体的流速、传热表面的面积和传热介质的性质等。
通过调整实验装置中的参数，我们可以研究这些因素对传热速率的影响。
实验结论：在气汽传热实验中，我们通过研究气体和汽体达到热平衡时的传热现象，发现了传热速率随时间变化的规律。
随着时间的推移，传热速率逐渐减小并趋于稳定。
实验六 气-汽对流传热实验
实验六 气-汽对流传热实验一、实验目的1. 通过对空气—水蒸汽套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数αi 的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。
2.了解常用的测温方法及热电偶的基本理论。
二、 实验原理管式换热器是一种间壁是式的传热装置，冷热流体间的传热过程，是由热 流体对壁面的对流传热、间壁的固体热传导和壁面对冷流体的对流传热三个子传热过程组成。
如下图所示：以冷流体侧传热面积为基准过程的传热系数与三个子过程的关系为：hh c m cc A A A A K ελδα++=11（1） 对于已知的物系和确定的换热器，上式可以表示为：K= f ( Gn ; Gc ) （2）由此可以知道，通过分别考察冷热流体流量对传热系数的影响，从而可以达到了解某个对流传热过程的性能。
若要了解对流传热过程的定量关系，可由非线性数据处理得到。
这种研究方法是过程分解与综合实验研究方法的实例。
传热系数K 借助于传热速率方程式和热量衡算方程式求取。
热量衡算方程式，以热空气作衡算：Q h = G h C p A (T 进 –T 出) （3） 传热速率方程式：Q = K Ac ∆t m （4） 式中∆t m 对数平均温差由下式确定：)()(ln)()(进出出进进出出进逆t T t T t T t T t m -----=∆ (5)式中：K---- 传热总系数 W/m 2.k ；α---- 流体的传热膜系数 W/m 2.k ； A---- 换热器的总传热面积 m 2；G---- 流体的质量流量 Kg/s ；Q---- 总传热量J/s ；C p ---- 流体的恒压热容 J/Kg.K ； T---- --热流体的温度 ℃； t-------冷流体的温度 ℃； δ-----固体壁的厚度 mλ------固体壁的导热系数 W/m.k ；下标： h----热流体； c----冷流体； 进----进口；出----出口； 逆----逆流； m----平均值三、实验装置及流程 1．实验装置的主要特点(1) 实验操作方便,安全可靠。
实验报告-气-汽对流传热综合实验
实验报告-气-汽对流传热综合实验摘要：本实验旨在研究气汽对流传热特性，用实验数据确定理论模型参数，并分析能量守恒定律用于测定实验物体热量容量和总容量。
实验结果显示，气汽对流传热是由气流和质量流动引起的末端传热，在实验环境中表现为气汽对流传热。
由对实验数据的分析，可知通量和温度的关系，且表明了容量的大小与能量的守恒的相关性。
1、实验原理气汽对流传热是一种特殊的传热形式，发生在物体与气体或液体面之间，在其发生时，由于热量转移，而在这两表面之间发生气体或液体的运动，热流量是运动传递所引起的，从而造成介质两端的热量运动，从而形成传热。
2、实验步骤（1）实验仪器准备：实验仪器包括，气汽对流热传输实验台、调压罩、调压阀、进排气管、温度计、湿度计、压力表等设备。
（2）调试：把实验台上的调压阀打开，用手把调压罩拉落，手调温度计指针，在实验台上拉起温度拉丝，注意实验台传感器位置。
（3）启动实验：把实验装置测试面调节到预定温度，仔细测量压力、温度和湿度，即可进行实验。
3、实验结果（1）实验数据：通过实验台提供的实验数据发现，风口和吹出口的温度变化和压力变化存在一定的变化趋势，即在实验开始时，风口温度和吹出口温度都较高，压力较低；随着实验进行，它们相差越来越小，而压力也越来越增大。
（2）容量测定：借助观察实验数据，通过比较前后温度差以及定义的总容量、物体热量容量可以求得实验物体的热量容量和总容量的取值，说明实验物体的温度变化可以用叠加定律计算出来。
4、结论本实验证明，气汽对流传热是指在实验装置测试表面和空气之间形成的气体或液体流动传热。
实验结果表明，气汽对流传热对温度非常敏感，其传热。
空气-蒸汽对流给热系数测定数据处理(数据表格、计算示例及图解)
一、原始数据记录表二、计算结果表实验号流量 温度（℃）m 3/h冷流体进口温度t1 冷流体出口温度t2 冷流体进口侧蒸汽温度T1冷流体出口侧蒸汽温度T2 1 5 35.8 76.8 102.9 102.4 2 7.5 36.6 76.5 101.9 101.2 3 10 37.2 76.9 102.2 101.8 4 12.5 38.4 77.5 102.5 102 5 15 40.1 77.8 102.4 101.9 6 17.5 41.9 78.3 102.5 101.9 7 20 43.4 78.6 102.4 101.8 8 22.544.1 78.5 102.5101.9序号Δt m \℃K W/m 2·℃Pr Re X Y m α21 43.2337 29.90223 0.597055 7324.592 1.143919 0.033442 0.020978 41.67203 2 41.99407 44.92077 0.596638 10982.84 0.826950.022261 0.020978 57.64489 3 41.92402 59.64674 0.595804 14633.02 0.656813 0.016765 0.020978 72.57683 4 41.33924 74.365130.5943118267.16 0.549236 0.013447 0.020978 86.79224 5 40.38487.940270.592657 21888.62 0.474507 0.011371 0.020978 100.4611 6 39.42766 101.6829 0.593118 25494.11 0.418598 0.009834 0.020978 113.8787 7 38.54594 114.7875 0.591641 29098.25 0.376053 0.008712 0.020978 126.7624 838.45563 126.43840.591149 32721.39 0.342197 0.007909 0.020978 139.3041计算示例：（以第一组为例）平均温度t 平均1=（t 1+t 2）/2=(35.8+76.8）/2=56.3℃ 此温度下，空气的各项物性分别为：空气进口处密度ρ’=1E-05*t 2-4.5E-03*t+1.2916=1.069947 空气的比热Cp ：1005J/（kg ·℃） 温度在60℃以下 空气的导热系数λ=-2E-08*t 2+8*E-05*t+0.0244=0.028841空气的粘度μ=（-2E-06*t 2+5*E-03*t+1.7169）*1E-05=1.71338E-05序号平均温度t 平均空气进口处密度ρ’ 空气质量流量m 2 空气的比热Cp 实际流量V ’ 空气的导热系数λ空气的粘度μ NuNu/Pr 0.4ln(N u/Pr 0.4ln(R e)156.3 1.069947 0.001577 1005 0.001474 0.0288411.71338E-05 23.11853 28.41545 3.346933 8.898993 256.55 1.069104 0.002365 1005 0.002212 0.028861.71333E-05 31.95831 39.29159 3.671011 9.30409 357.05 1.067422 0.00315 1005 0.002951 0.0288991.71324E-05 40.18246 49.43051 3.900568 9.591036 457.95 1.064407 0.003932 1005 0.003694 0.0289691.71308E-05 47.93689 59.02894.078027 9.81286558.95 1.061076 0.004712 1005 0.00444 0.0290461.7129E-05 55.33806 68.21856 4.222717 9.993722 660.1 1.05727 0.005487 1009 0.00519 0.0291361.71268E-05 62.53688 77.06899 4.344701 10.1462 761 1.05431 0.006262 1009 0.005939 0.0292061.71251E-05 69.44557 85.66854 4.450486 10.27843 861.3 1.053327 0.007041 1009 0.006685 0.0292291.71245E-0576.25566 94.10077 4.544366 10.39578标定用流体的体积流量V 1=5m 3/h ρf=7800kg/m 3 ρ=1.205kg/m 3，由此可得出实际的空气流量为： V ’=()ρρρρρρ--f f ’）’（V=）（）（ 1.205-78001.069947 1.069947-7800205.136005=0.001474空气质量流量m 2=ρ’V ’=1.069947*0.001474=0.001577 d 2=0.016m l=1m 换热面积A=π*d 2*lm=0.020978d 4023.018.128.0=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯π K=m 122p 2t t -t m ∆A c ）（=43.2337*1*016.0*35.8-76.8*1005*0.001577π）（=29.90223Pr=λμ*p c =0.02884105-1.71338E *1005=0.597055Re===2d *V *4·d d πμρμρ’u 0.016*05-1.71338E * 1.069947*0.001474*4π=7324.592 X=8.022224.0Pr 1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯μλm = 1.1439190.00157705-1.71338E 0.597055*0.02884118.00.4=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯ 0.0334421==KY 8.0224.0222m m Pr ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=μλα=41.6720305-1.71338E 0.0015770.0209780.597055*0.0288418.00.4=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯ 因为流体是被加热，故Nu 中n 取0.4，则：23.11853r *e *023.0u 4.08.0==P R N 28.415450.59705523.11853r 0.44.0==P Nu 3.3469330.59705523.11853ln Pr ln 0.44.0=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛Nu 8.898993Re ln =）（三、冷流体给热系数的准数式：Nu/Pr 0.4=ARe m，由实验数据作图拟合曲线方程，确定式中常数A 及m,如下：500010000150002000025000300003500040000450005000020406080100ReData: Data1_B Model: Allometric1Equation: y = a*x^b Weighting: y No weightingChi^2/DoF = 2.8642E-11R^2= 1 a 0.023±1.9337E-8b 0.8±8.3367E-8N u /P r 0.4作曲线如上,按照y=a*x^b 拟合，由表内数据可知a=0.023，b=0.8；与Nu/Pr 0.4=ARe m 比较，即确定常数A=0.023,m=0.8 ，与经验式Nu/Pr 0.4=0.023Re 0.8中数值完全一致.四、以ln(Nu/Pr 0.4）为纵坐标，ln(Re ）为横坐标，如下:8.89.09.29.49.69.810.010.210.410.63.23.43.63.84.04.24.44.6ln(Nu/Pr0.4 Linear Fit of C1l n (N u /P r 0.4ln(Re)Equation y = a + b*xAdj. R-Squ 1ValueStandard ErC1Intercep -3.772 5.88102E-6C1Slope0.8 5.99225E-7作曲线如上,按照y=a+b*x 拟合，由表内数据可知a=-3.772，b=0.8；即ln(Nu/Pr 0.4)=-3.772+0.8*ln(Re),取e 的指数，两边消去ln ，则8.0Re ln 772.30.4)ln(N u/PrRe 023.0*Nu/Pr 8.00.4===-e e e ,与Nu/Pr 0.4=ARe m比较，即确定常数A=e -3.772=0.023,m=0.8 ,与经验式Nu/Pr 0.4=0.023Re 0.8中数值完全一致.。
实验报告-气-汽对流传热综合实验
气-汽对流传热综合实验1。
光滑套管换热器传热系数的测定数据记录与整理表传热管内径d i =0.020 m 有效长度L i =1。
00 m 冷流体：空气（管内）热流体：蒸汽（管外）2. 强化套管换热器传热系数及强化比的测定数据记录与整理表传热管内径d i =0.020 m 有效长度L i =1。
00 m 冷流体:空气（管内）热流体：蒸汽(管外）1孔板压差ΔP kPa 0。
15 0.67 1.15 1。
70 2.23 空气入口温度t1℃29。
0 30。
1 30。
9 31。
6 32.2 空气出口温度t2℃90。
7 85。
1 82.6 81.9 82.4 壁面温度T w℃99。
6 99。
7 99.8 99.9 99。
9 管内平均温度t m℃59。
9 57.6 56.8 56。
8 57。
3 空气密度ρm kg/ m3 1.060 1。
068 1。
071 1。
071 1.069 空气导热系数λm＊100 W/ m·℃ 2.895 2.879 2.874 2.874 2。
877 空气定压比热容Cpm kJ/ kg·℃1。
005 1.005 1.005 1。
005 1.005 空气粘度μm*10000Pa·s 2。
01 2.00 1.99 1。
99 2.00 空气进出口温度差Δt℃61。
7 55。
0 51。
7 50。
3 50。
2 平均温差Δt m℃39。
7 42.1 43.0 43.1 42。
6 20℃时空气流量V20m3/ h 8。
79 18。
58 24。
34 29.59 33.89 管内平均流量V m3/ h 9。
837 20.613 26。
902 32。
666 37。
432 平均流速u m/s 8.70 18。
22 23。
78 28。
88 33.09传热量Q W 179.60 338。
02 392.16 491。
27 560。
77 对流传热系数αi W/m2·℃71。
实验四 气汽对流传热综合实验报告
度近似相等,用 来表示。
管内换热面积:
(3)
式中, 为内管管内径, ; 为传热管测量段的实际长度, 。
由热量衡算式:
(4)
其中质量流量由右式求得: 式中, 为冷流体在套管内的平均体积流量,
流体的密度,
。
(5) ; 为冷流体的定压比热,
; 为冷
与 可根据定性温度 查得, 取一定的测量手段得到。 2、对流传热系数准数关系式的实验确定
实验外管外径 Do(mm)
测量段(紫铜内管)长度 L(m)
强化内管内插物
丝径 h(mm)
(螺旋线圈)尺寸
节距 H(mm)
加热釜
操作电压 操作电流
20、00 22、0
50 57、0 1、00
1 40 ≤200 伏 ≤10 安
2、实验的测量手段
(1)空气流量的测量 空气流量计由孔板与差压变送器与二次仪表组成。该孔板流量计在 20℃时标定的流量与压差
为冷流体进出口平均温度。
流体在管内做强制湍流,被加热状态,准数关联式的形式为:
可采
(6)
其中,
,
,
实验四 气汽对流传热综合实验报告
物性数据
可根据定性温度 查得。经计算可知,对于管内被加热的空气,普兰
特常数 变化不大,可认为就是常数,则关联式的形式简化为:
(7)
这样通过实验确定不同流量下的 与 ,然后用线性回归方法确定
3、 实验设备流程图
实验四 气汽对流传热综合实验报告
图 2 空气-水蒸气传热综合实验装置流程图 1-普通套管换热器;2-内插有螺旋线圈的强化套管换热器;3-蒸汽发生器;4-旋涡气泵;5-旁
路调节阀;6-孔板流量计;7-风机出口温度(冷流体入口温度)测试点; 8、9-空气支路控制阀;10、11-蒸汽支路控制阀;12、13-蒸汽放空口; 14-蒸汽上升主管路;15-加水口;16-放水口;17-液位计;18-冷凝液回流口
. 空气-水蒸气对流传热膜数据处理举例
五.附数据处理过程举例：1.实验数据处理实验数据的计算过程简介(以光滑管第一组数据为例)。
孔板流量计压差P ∆=0.47Kpa 、壁面温度tw=96.8.℃。
进口温度t 1 =23.6℃、 出口温度 t 2 =69.3℃已知数据及有关常数:(1)传热管内径d i (mm)及流通断面积 F(m 2)：d i ＝20.0(ｍｍ),＝0.0200 (ｍ);F ＝π(d i 2)／4＝3.142×(0.0200)2／4＝0.0003142( m 2).(2)传热管有效长度 L(ｍ)及传热面积s i (m 2)： L ＝1.200（ｍ)s i ＝πL d i ＝3.142×1.200×0.0200＝0.075394(m 2).(3) t 1 ( ℃ )为孔板处空气的温度, 为由此值查得空气的平均密度1t ρ， 例如：t 1=23.6.0℃，查得1t ρ=1.12 Kg/m 3。
(4)传热管测量段上空气平均物性常数的确定.先算出测量段上空气的定性温度t (℃)为简化计算,取t 值为空气进口温度t 1(℃)及出口温度t 2(℃)的平均值：即23.696.23221+=+=t t t =46.45（℃） 据此查得: 测量段上空气的平均密度 ρ＝1.12 (Kg/m 3)；测量段上空气的平均比热 Cp ＝1005 (J ／Kg ·K)；测量段上空气的平均导热系数 λ＝0.0279（W ／ｍ·K)； 测量段上空气的平均粘度 μ＝0.0000194(s Pa ⋅)；传热管测量段上空气的平均普兰特准数的0.4次方为:Pr 0.4＝0.6960.4＝0.865(5)空气流过测量段上平均体积V （ m 3/h ）的计算:孔板流量计体积流量：10012t t PA c V ρ∆⨯⨯⨯==0.2*3600/4*12.1100047.02⨯⨯ =14.09（m 3/h ）传热管内平均体积流量m V : 6.2327365.4627309.1427327311++⨯=++⨯=t t V V t m =15.36（m 3/h ）平均流速m u :())36000003142.0/(36.153600/⨯=⨯=F V u m m=6.93（m/s ）(6)冷热流体间的平均温度差Δtm (℃)的计算: tw= 96.8(℃)()()35.5045.468.96221=-=+-=∆t t t t w m （℃） (7)其余计算:传热速率(W)()3600tCp V Q t m t ∆⨯⨯⨯=ρ2173600)6.233.69(100512.136.15=-⨯⨯⨯=（W ） 52.44)07539.035.50/(217=⨯=⨯∆=im i S t Q α （W/m 2·℃） 传热准数 6.440279.0/0200.052.44/=⨯=⨯=λαi i d Nu测量段上空气的平均流速：93.6=mu （m/s ） 雷诺准数 0000194.012.193.60200.0Re ⨯⨯=⨯⨯=μρu d i =1.106×104 （8）作图、回归得到准数关联式4.0Pr Re m A Nu =中的系数。
气汽对流传热实验报告
气汽对流传热实验报告
实验目的：
探究气汽对流传热及其影响因素。
实验器材：
热水器、玻璃管、烧瓶、水、火柴、温度计。
实验过程：
1.将瓶底烧红后浸入水中，造成热水器内部产生气汽对流。
2.分别在烧瓶上方和下方的不同位置放置温度计，测量温度。
3.利用火柴将烧瓶中的气汽点燃，观察燃烧状况。
实验结果：
实验结果表明，气汽对流传热后，温度会产生不同程度的变化。
在烧瓶上方，温度升高较快并保持较高的温度，而在下方，温度升高缓慢且较为不稳定。
同时，在烧瓶中点燃气汽后，燃烧迅速而热量释放较大，温度急剧上升。
实验结论：
气汽对流传热会影响温度变化，而气体的燃烧会释放大量热量。
因此，了解气汽对流传热的影响因素有助于合理利用能源及避免安全事故的发生。
传热综合实验
气---汽对流传热综合实验班级：化学工程与工艺姓名：韩兴云学号：033112037 组别：甲4一、实验目的：1、测定光滑圆形直管管外蒸气冷凝，管内为空气强制对流时的传热系数——K值；2、学会用实验方法，讲所测实验数据整理成准数方程式3、了解并掌握热电偶和电位差计的使用，及其温度测量。
二、基本原理概述1、测定传热系数K。
根据传热速率方程式得：其中：传热速率Q，既可以用热流体得放热速率计算，也可以用冷流体的吸收速率计算。
传热推动力Δtm可用对数平均温度差计算。
逆流时，S＝лdl2、测定给热系数α在蒸汽－空气换热系统，若忽略管壁与污垢的热阻，则总传热系数与分传热系数的关系为：由于蒸汽冷凝给热系数远大于管壁对空气的给热系数，所以α1＝K3、求与Re的定量关系式。
由因次分析法可知，流体在圆形管中呈强制湍流时的给热系数，符合下列准数关联式：本实验就是通过调节空气的流量，测得对应的给热系数，然后将流量整理为Re，将给热系数整理为Nu。
再将所得的一系列Nu－Re数据，通过图解法或者回归分析法，求得待定系数A、n。
进而得到给热系数α与Re的经验公式。
三、装置与流程：来自鼓风机的空气通过调节阀1转子流量计2和换热管3，经换热后排空。
热量由缠绕在换热管表面的电热丝4供给；空气流量由转子流量计2测定；进、出口空气温度由温度计读取，其进口压强由U形管液柱压差计显示；壁温由热电偶测量。
四、实验数据及处理：表一普通套管换热器原始数据表二强化套管换热器原始数据表三普通套管换热器实验数据处理表t2 /℃67.1 66.4 65.7 65.7 66.5 67.8 68.2t /℃48.8 49.6 49.6 50.4 52 54.3 54.9ρ/(kg/m3) 1.097 1.094 1.094 1.092 1.086 1.079 1.077 Cp/(J/kg·k)1005λ/(w/m·k)0.02816 0.02821 0.02821 0.02827 0.02838 0.02854 0.02858 μ/(Pa·s)19.5 19.6 19.6 19.6 19.7 19.8 19.8Pr0.4 0.866Vt0/(m3/h) 15.57 23.62 29.64 34.49 38.42 42.11 42.99 V/(m3/h) 16.51 24.92 31.2 36.21 40.23 43.94 44.81 Tw/℃109.2 109.5 109.5 109.5 109.5 109.5 109.5 Δtm/℃60.4 59.9 59.9 59.1 57.5 55.2 54.6Q/w 185.6 255.7 306.8 338.9 354.9 358.7 358.4 α/(w/m2·℃)48.9 67.9 81.5 91.3 98.2 103.4 104.5 Nu 34.7 48.1 57.8 64.6 69.2 72.5 73.1u/(m/s) 14.6 22.03 27.58 32.01 35.57 38.85 39.62 Re 16426.9 24592.7 30788.3 35668.3 39217.3 42342.6 43101.8 lnNu 3.55 3.87 4.06 4.17 4.24 4.28 4.29 lnRe 9.71 10.11 10.33 10.48 10.58 10.65 10.67由Nu=ARemPr0.4 , 可得lnNu=lnA+mlnRe+0.4lnPr所以以lnNu——lnRe作图，可得一直线，直线的斜率是m,截距是lnA+0.4lnPr作图，可得m=0.78，lnA+0.4lnPr=-3.9922，所以A=0.0195即Nu=0.0195Re0.78Pr0.4表四强化套管换热器实验数据处理表Nu 103.7 98.7 91.1 81.5 70.5 51.7u/(m/s) 35.89 32.96 29.12 25.06 20.55 13.77 Re 37854.1 35102.4 31402.8 27262.2 22397.4 15007.9 lnNu 4.64 4.59 4.51 4.40 4.25 3.95 lnRe 10.54 10.47 10.35 10.21 10.02 9.62由Nu=BRem, 可得lnNu=lnB+mlnRe所以以lnNu——lnRe作图，可得一直线，直线的斜率是m,截距是lnB.作图得，m=0.75 , lnB=-3.30677所以B=0.0366即 Nu=0.0366Re0.75强化比的计算：同一流量下，强化管的努塞尔准数Nu与普通管的努塞尔准数Nuo之比，即Nu/Nuo.当流量等于40.60m3/h时，Nu=103.7, 当流量等于40.23m3/h时, Nuo=69.2.所以强化比=103.7/69.2=1.50实验数据处理过程：以普通管第一组数据为例孔板流量计压差ΔP=0.60kPa,进口温度t1=30.4℃，出口温度t2=67.1℃，壁面温度热电势4.59mV.已知数据及有关常数：(1)传热管内径di及流通段面积Fdi=20.0mm=0.0200mF=л(di2)/4=3.142*0.02002 /4=0.0003142m2(2)传热管有效长度L及传热面积Si L=1.00mSi=лLdi=3.142*1.00*0.0200=0.06284m2(3) t1为孔板处空气的温度，为由此值查得空气的平均密度ρ当t1=30.4℃时，ρ= kg/m3(4)传热管，测量段上空气平均物性常数的确定先算出测量段上空气的定性温度t /℃t= （t1 +t2）/2=(30.4+67.1)/2=48.8 ℃查得：测量段上空气的平均密度ρ=1.097 （kg/m3）测量段上空气的平均比热Cp=1005(J/kg·k)测量段上空气的平均导热系数λ=0.02816 (w/m·k)测量段上空气的平均黏度μ=19.5 (μPa·s)测量段上空气的平均普朗特准数的0.4 次方为：Pr0.4=0.866（5）空气流过测量段上平均体积V(m3/h)的计算：Vto=20.243*(ΔP)0.5139=15.57(m3/h)V=Vto*(273+t)/(273+ t1)=16.51(m3/h)(6) 冷热流体间的平均温度差Δtm/℃的计算：Tw=1.2705+23.518*4.59=109.2℃Δtm= Tw-t=109.2-48.8=60.4℃(7) 其余计算传热速率Q=V*ρ*Cpi*Δt/3600=15.57*1.097*1005*(67.1-30.4)/3600=185.6 wα=Q/(Δtm Si)=185.6/(60.4*0.06284)=48.9 (w/m2·℃)传热准数N u=α*di/λ=48.9*0.0200/0.0283=34.7测量段上空气的平均流速u=V/(F*3600)=16.51/(0.0003142*3600)=14.60(m/s)雷诺准数Re=di*u*ρ/μ=0.0200*14.60*1.097/0.0000195=16426.9(8)作图，回归得到准数关联式Nu=ARemPr0.4中的系数绘制两个实验的Nu—Re的关系图：。
实验八 气汽对流传热综合实验
实验八气汽对流传热综合实验一、实验目的1、掌握给热系数α的测定方法;2、掌握热电偶、铜电阻温度计测温方法;3、掌握强化传热的途径。
二、实验原理1、测给热系数的原理(1根据牛顿冷却定律,已知传热设备的构尺寸,只要测得传热速率 Q 以及各有关的温度,即可算出α的值:Q A t α=∆。
式中Δt为管壁面温度与空气平均温度之差(K。
A 为传热面积(m 2 。
(2传热速率 Q 是由管内流体的热负荷Q ′ 决定。
由于饱和蒸汽走管间,空气走管内,则21' (air m p Q Q Q q c t t ===-, q m 为空气质量流量 kg/s, c p 为比热(J/kg.K 。
(312, (/2w t t t t t t ∆=-=+ , t w , t 1, t 2分别为壁温、空气进口和出口温度(℃, (4传热面积:i A d l π=(5空气流量的测量空气流量计由孔板与差压变送器和二次仪表组成。
该孔板流量计在 20℃时标定的流量和压差的关系式为:0.532022.696(/ V q p m h =⨯∆流量计在实验使用时往往不是 20℃,此时需要对该读数进行校正:1vt v q q =式中:△ P —孔板流量计两端压差, kPa ; q v20— 20℃时体积流量, m 3/h;q vt1—流量计处体积流量,也是空气入口体积流量, m 3/h; t 1—流量处温度,也是空气入口温度,℃。
由于换热器内温度变化,传热管内的体积流量需进行校正:vm vt q q =q vm —传热管内平均体积流量, m 3/h;t m —传热管内平均温度,℃。
(6温度的测量空气进出口温度采用 Cu 50铜电阻温度计测得, 由多路巡检表以数值形式显示(1—普通管空气进口温度; 2—普通管空气出口温度; 3—强化管空气进口温度; 4—强化管空气出口温度。
壁温采用热电偶温度计测量, 光滑管的壁温由显示表的上排数据读出, 强化管的壁温由显示表的下排数据读出。
气汽传热
98.1
98.05
空气平均流量V（m3/h）
10
15
20
25
30
40
平均流速u（m/s）
8.85
13.27
17.69
22.12
26.54
35.39
λm(W/kg.℃)
0.02826
0.02826
0.02826
0.02826
0.02826
0.02826
Cpm(kJ/kg.℃)
1.017
1.017
19985.70
24982.13
29978.55
39971.40
Nu
24.42
35.57
46.27
54.83
64.53
82.55
Nu/Pr0.4
445.11
648.15
843.19
999.18
1175.90
1504.34
lgRe
4.00
4.17
4.30
4.40
4.48
4.60
lg（Nu/Pr0.4）
2.65
2.81
2.93
3.00
3.07
3.18
直线斜率m=0.8711
LgA=-0.8286得A=0.148
计算举例：
以流量为10m3/h为例
冷空气进出口温度为（t（进）+t（出））/2=（24+69.5）/2=46.75℃
查表空气密度为1.103kg/m3定压热容Cpm=1.017kJ/kg.℃
1.017
1.017
1.017
1.017
μm(Pa.s)
0.0000196
0.0000196
空气蒸汽对流给热系数测定实验报告及数据,标准答案
空气—蒸汽对流给热系数测定一、实验目的⒈通过对空气—水蒸气光滑套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数α1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 Pr0.4中常数A、m的值。
⒉通过对管程内部插有螺纹管的空气—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/Nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。
二、实验装置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，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固定。
空气由旋涡气泵吹出，由旁路调节阀调节，经孔板流量计，由支路控制阀选择不同的支路进入换热器。
管程蒸汽由加热釜发生后自然上升，经支路控制阀选择逆流进入换热器壳程，其冷凝放出热量通过黄铜管壁被传递到管内流动的空气，达到逆流换热的效果。
饱和蒸汽由配套的电加热蒸汽发生器产生。
该实验流程图如图1所示，其主要参数见表1。
表1 实验装置结构参数图1 空气-水蒸气传热综合实验装置流程图1— 光滑套管换热器；2—螺纹管的强化套管换热器；3—蒸汽发生器；4—旋涡气泵； 5—旁路调节阀；6—孔板流量计；7、8、9—空气支路控制阀；10、11—蒸汽支路控制阀；12、13—蒸汽放空口； 15—放水口；14—液位计；16—加水口；孔板流量计测量空气流量空气压力蒸汽压力空气入口温度蒸汽温度空气出口温度三、实验内容1、光滑管①测定6～8个不同流速下光滑管换热器的对流传热系数α1。
②对 α1的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=ARe m中常数A 、m 的值。
2、波纹管①测定6～8个不同流速下波纹管换热器的对流传热系数α1。
②对 α1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。
四、实验原理1．准数关联影响对流传热的因素很多，根据因次分析得到的对流传热的准数关联为： Nu=CRe mPr nGrl（1）式中C 、m 、n 、l 为待定参数。
气汽传热实验报告
气汽传热实验报告气汽传热实验报告引言气汽传热是热力学领域中的重要研究方向之一。
通过实验研究气体和汽体的传热特性，可以深入了解传热机理，为工程应用提供依据。
本报告旨在通过实验数据和分析，探讨气汽传热的基本原理和影响因素。
实验方法本次实验采用了传统的热传导法，即通过测量传热介质的温度变化来计算传热速率。
实验装置由加热器、传热试件、传热介质以及温度传感器组成。
首先，将加热器与传热试件连接，通过加热器提供热量。
然后，在传热试件的两侧分别安装温度传感器，用于测量传热介质的温度变化。
最后，将传热介质注入传热试件，开始实验。
实验结果与分析在实验过程中，我们分别调节了传热介质的流量和温度，记录了传热介质进出口的温度差以及传热试件两侧的温度变化。
根据实验数据，我们得出以下结论：1. 流量对传热速率的影响通过改变传热介质的流量，我们发现传热速率与流量呈正相关关系。
当流量增加时，传热介质在传热试件中的停留时间减少，导致传热速率增加。
这是因为更多的传热介质能够带走更多的热量，加快传热过程。
2. 温度差对传热速率的影响我们还发现传热速率与传热介质进出口的温度差呈正相关关系。
当温度差增加时，传热速率也随之增加。
这是因为温度差越大，热量的传递速率也越快。
因此，在实际应用中，我们可以通过增大温度差来提高传热效率。
3. 传热介质的选择在实验中，我们使用了不同的传热介质，包括水和空气。
我们发现，相同条件下，水的传热速率要高于空气。
这是因为水的热导率较高，能够更有效地传递热量。
因此，在实际工程中，我们应根据具体情况选择适当的传热介质，以提高传热效率。
结论与展望通过本次实验，我们深入了解了气汽传热的基本原理和影响因素。
我们发现流量、温度差以及传热介质的选择都对传热速率有重要影响。
在未来的研究中，可以进一步探究其他影响因素，如传热介质的压力和粘度等，以及不同传热方式的比较。
此外，还可以通过数值模拟和优化设计，提高传热效率，满足工程应用的需求。
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1234孔板压差ΔP(KPa)0.52 1.53 2.56 3.57空气入口温度t1(℃)25.626.126.526.8ρt1（kg/m3） 1.18 1.18 1.18 1.18空气出口温度t2(℃)72.766.166.167.5壁面温度Tw(℃)99.799.799.799.7管内平均温度t m(℃)49.1546.146.347.15ρm（kg/m3） 1.09 1.1 1.1 1.1
λm(W/m·℃)0.0280.0280.0280.028 Cp m(J/kg·℃)1005100510051005
μm(Pa·s)0.00001970.00001950.00001950.0000195空气进出口温差Δt(℃)47.14039.640.7平均温差Δt m (℃)50.5553.653.452.55 20℃时空气流量V20(m3/h)16.3728.0736.3142.88
计量计处空气流量Vt1
（m3/h)16.5228.3636.7143.38
管内平均流量Vm（m3/h）17.9030.9740.0147.10平均流速um(m/s)15.8327.3835.3741.64
传热量Q（W）381.29705.86908.481052.47αi(W/m2·℃)120.03209.56270.73318.71 Re17514.4030892.1839908.6146981.93
Nu85.74149.69193.38227.65
Pr0.710.700.700.70
Pr0.40.870.870.870.87
Nu/Pr0.498.49172.65223.04262.58
孔板压差ΔP(KPa)0.20.7 1.2 1.7
空气入口温度t1(℃)30.631.332.132.4
ρt1（kg/m3） 1.165 1.161 1.158 1.158空气出口温度t2(℃)81.676.776.576
壁面温度Tw(℃)100100100100
管内平均温度t m(℃)56.15454.354.2
ρm（kg/m3） 1.073 1.08 1.08 1.08
λm(W/m·℃)0.2870.2860.2860.286 Cp m(J/kg·℃)1005100510051005
μm(Pa·s) 1.94*10^-6 1.93*10^-6 1.93*10^-6 1.93*10^-6空气进出口温差Δt(℃)5145.444.443.6
平均温差Δt m (℃)43.94645.745.8 20℃时空气流量V20(m3/h)10.1518.9924.8629.59管内平均流量V（m3/h）1120.4126.6731.7
d i=0.02m L=1.00m 冷流体：空气（管内）流体：蒸汽（管外）
平均流速u(m/s)9.7218.0423.5828.03传热量Q（W）168279.4457416.7
αi(W/m2·℃)60.996.66124.3144.8 Re10752201902639031370 Nu42.4467.5986.92101.26 Pr0.6790.6780.6780.678 Nu/Pr0.449.5578.96101.54118.29 Nu036.9160.0873.9284.51 Nu/Nu0 1.15 1.13 1.18 1.2
1234
孔板压差 ΔP(KPa)0.260.76 1.26 1.76空气入口温度t 1(℃)28.528.929.329.7ρt1（kg/m 3
） 1.165 1.165 1.165 1.165空气出口温度t 2(℃)86.5
7873.972.6壁面温度Tw(℃)99.799.799.799.7管内平均温度t m (℃)57.5
53.4551.651.15ρm （kg/m 3
）
1.06 1.09 1.09 1.09λm (W/m ·℃)0.0290.02830.02830.0283Cp m (J/kg ·℃)1005100510051005μm (Pa ·s)0.0000201 1.96E-050.00001960.0000196空气进出口温差Δ
t(℃)
58
49.144.642.9平均温差Δt m (℃)42.246.2548.148.5520℃时空气流量
V 20(m 3/h)
10.15
24.86
33.66
40.6
d i =0.02m L=1.00m 冷流体：空气（管内） 流体：蒸汽（管外）
计量计处空气流量
10.3025.2334.1941.27
Vt1（m3/h)
管内平均流量Vm
10.7626.6836.3243.84
（m3/h）
平均流速um(m/s)9.5223.5932.1138.75传热量Q（W）134.42375.55531.54647.61αi(W/m2·℃)50.69129.22175.86212.27 Re10037.0526239.6735710.2843104.86
Nu34.9691.32124.28150.01
Pr0.700.700.700.70
Pr0.40.870.870.870.87 Nu/Pr0.440.40105.56143.66173.41 Re0.81611843.794039.355194.396056.71 Nu027.6060.4577.7490.64 Nu/Nu0 1.15 1.13 1.18 1.20。