化工原理传热实验数据处理

长春工业大学

化工原理传热试验数据处理

化学工程学院

高分子材料与工程专业

090604班

自己做的，如有错误，敬请谅解

六、原始数据记录

直管换热

加混合器

换热管内径d=0.021m，长度L=1.25m 数据处理

(1)对于直管换热器

以第四组数据为例计算

Δt= t2-t1=72.40℃-58.30℃=14.10℃

Δtm= 2211ln

1

2t tw t tw t t --- = 40.7200.9930.5800.99ln 10.14-- = 33.15℃

查表得ρ=1.09㎏/㎡ Cp=1.005㎏/㎏·K λ=27.28mol/m ·K

μ=18.85uPa ·s

根据公式

Vs=26.2Δp^0.54=26.2×0.93^0.54m ³/h=25.19 m ³/h 换热管截面积

S=πd ²/4=3.14×0.021 ²/4m ²=0.000346m ² 那么u=Vs/S=25.19/0.000346/3600m/s=20.23m/s

Q=W c p (t2-t1)/3600=ρVs c p (t2-t1)/3600 =1.09×25.19×1.005×14.10/3600kW =0.1089kW=108.9W

又Q=αA Δtm A=πdL=3.14×0.021×1.25= 0.082467 得α=Q/（A Δtm ）

=108.9/( 0.082467×33.15)=39.56W/㎝²·℃

Re=du ρ/μ=0.021×20.23×1.09/18.85×1000000=24560.54

Pr=Cp μ/λ=1.005×18.85/1000000/27.28=0.694

Nu=αd/λ=39.56×0.021/27.28=30.45 =0.864

Nu/

=35.233

(2)对于直管换热器 以第五组数据为例计算

Δt= t2-t1=83.30℃-63.30℃=20.00℃

Δtm= 2211ln

1

2t tw t tw t t --- = 30.8300.9930.6320.99ln 00.20-- =24.18℃

查表得ρ=1.08㎏/㎡ Cp=1.009㎏/㎏·K λ=28.12mol/m ·K

μ=19.28uPa ·s 根据公式

4

.0Pr 4

.0Pr

Vs=26.2Δp^0.54=26.2×0.54^0.54m ³/h=18.78 m ³/h

换热管截面积

S=πd ²/4=3.14×0.021 ²/4m ²=0.000346m ² 那么u=Vs/S=18.78/0.000346/3600m/s=15.08m/s

Q=W c p (t2-t1)/3600=ρVs c p (t2-t1)/3600 =1.08×18.78×1.009×20.00/3600kW =0.11372kW=113.72W

又Q=αA Δtm A=πdL=3.14×0.021×1.25= 0.082467

得α=Q/（A Δtm ）

=113.72/( 0.082467×24.18)=57.05W/㎝²·℃

Re=du ρ/μ=0.021×15.08×1.08/19.28×1000000=17739.91

Pr=Cp μ/λ=1.005×19.28/1000000/28.12=0.692

Nu=αd/λ=57.05×0.021/28.12=42.61 =0.863

4

.0Pr

Nu/ =49.375

直管换热

加混合器

4

.0Pr

根据以上计算得其他组数据如下

根据以上计算得其他组数据如下

数据分析

(1）根据以上数据在双对数坐标系上绘出Nu/Pr^0.4-Re的关系线如下

（2）直管换热传热膜半经验关联式为Nu=0.008Re0.84Pr0.4

加混合器传热膜半经验关联式为Nu=0.001 Re1.08Pr0.4

（3）对于直管换热由公式：Pr

m n

=可以看出

Nu ARe

A=0.008,m=0.84

将实验得到关联式数据的与公认的关联式相比较：

A的百分差：（0.023-0.008）/0.023=65.2％

m的百分差：（0.84-0.8）/0.8=5％

对于加混合器换热由公式：Pr

m n

=可以看出A=0.001,m=1.08

Nu ARe

将实验得到关联式数据的与公认的关联式相比较：A的百分差：（0.023-0.001）/0.023=95.7％

m的百分差：（1.08-0.8）/0.8=35％