液液傳熱實(shí)驗(yàn)講義

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1、傳熱（冷水一熱水）綜合實(shí)驗(yàn)講義實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.通過對冷水一熱水簡單套管換熱器的實(shí)驗(yàn)研究，掌握對流傳熱系數(shù)a及總傳熱系數(shù)K“的測定方法，加深對其概念和影響因素的理解。2.學(xué)會應(yīng)用線性回歸分析方法，確定關(guān)聯(lián)式Nu=ARempF"中常數(shù)A、m的值；二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.在套管式換熱器中，測定5?6個(gè)不同流速下，管內(nèi)冷水與管間熱水之間的總傳熱系數(shù)K。；流體與管壁面間對流傳熱系數(shù)匕,和少。2.將測定值同運(yùn)用K廠與匕,，④之間關(guān)系式計(jì)算得出的少值進(jìn)行比較；計(jì)算得出Nul（實(shí)驗(yàn)）和Nu2（計(jì)算）的值3.対實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸，

2、求關(guān)聯(lián)式Nul（實(shí)驗(yàn)）=ARe"P嚴(yán)和Nu2（計(jì)算匸ARe"Pr°4中常數(shù)A^m的值。三、實(shí)驗(yàn)原理1.總傳熱系數(shù)K“的測定：由總傳熱速率方程式Q=KW（1-1）K=-^—（1-2）SQ,”式中：Q——傳熱速率，W；S。一一換熱管的外表而積，m2；——対數(shù)平均溫度差，°C；K（）——基于管外表而積的總傳熱系數(shù)，W/（m々C）；(1-3)由熱量衡算式：Q=WcCP（t2-t｝）式中：Wc——冷流體的質(zhì)量流量，kg/s；——冷流體的定壓比熱，kJ/(kg-°C)；(1-4)——分別為冷流體進(jìn)、出口溫度，°C；

3、SO=^OL式中：d()——傳熱管的外徑，m；L——傳熱管的有效氏度，m；Ar_—Az；_⑺一『2)—(婦一人)(1-5)m2；(1-6)(1-7)wm冷流體平均溫度，“號換熱管內(nèi)壁表1何的平均溫度，°C；°c；同理:Qa=s,—心)(1-8)式中:Tm熱流體平均溫度，7；=空三°C；2式屮:THT2——分別為熱流體進(jìn).出口溫度，°C；1.對流傳熱系數(shù)乞，匕的測超對流傳熱系數(shù)匕，弘可以根據(jù)牛頓冷卻定律來實(shí)驗(yàn)測定:Qe=si(仏一g)式中：Sj換熱管的內(nèi)表曲積，Sj=7id(L換熱管外壁表血的平均溫度，r

4、；因?yàn)閭鳠峁転樽香~管，其導(dǎo)熱系數(shù)很人，加上傳熱管壁很薄故認(rèn)為Twm?twm,7；訕用熱電偶來測量。1.總傳熱系數(shù)計(jì)算式(1-9)4、三個(gè)準(zhǔn)數(shù)CpPRe=啞(1-10)(1-12)冷流體衣管內(nèi)作強(qiáng)制湍流，準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的形式為Nu=ARe,wPrH其中：取冷流體的定性溫度為定值，物性數(shù)據(jù)兄、Cp、p、“可根據(jù)冷流體定性溫度杏得。則普蘭特準(zhǔn)數(shù)P「是常數(shù)，則關(guān)聯(lián)式的形式簡化為：Nu=ARe'"Pr04通過實(shí)驗(yàn)確定不同流量下的Re與Nu,然后川線性冋歸方法確定A和m的值。四.實(shí)驗(yàn)裝置與流程實(shí)驗(yàn)流程圖及基本結(jié)構(gòu)參數(shù)：

5、如圖2?1所示，實(shí)驗(yàn)裝置的主體是一根平行的套管換熱器，內(nèi)管為紫銅材質(zhì)，外管為不銹鋼管，兩端用不銹鋼法蘭固立。實(shí)驗(yàn)的熱流體在電加熱釜內(nèi)加熱，其內(nèi)有2根2.5KW螺旋形電加熱器，用220伏電壓加熱；經(jīng)熱流體循環(huán)泵進(jìn)入換熱器的殼程。冷流體市離心泵抽出，山流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)入換熱器的管程。達(dá)到逆流換熱的效果。1523圖2-1水-水熱交換器流程及裝備圖實(shí)驗(yàn)裝置：I—給水閥；2—髙位槽；3—流量調(diào)節(jié)閥；4—轉(zhuǎn)子流量計(jì)；5、7、17—銅一康銅熱偶；6、19—熱敏電阻溫度傳感器；8—二次儀表；9—熱電偶冷端

6、溫度補(bǔ)償器；10—熱電偶接線板;II—加水口；12—電加熱釜；13—液位計(jì)；14—加熱釜電源；15—熱水循環(huán)泵；16—泵電機(jī)電源；18—數(shù)字溫度讓；20—傳熱管；21—套管；22—高位槽溢流。23—離心泵；24—熱水流量調(diào)節(jié)閥；五、注意事項(xiàng)1.由于采用熱電偶測溫，所以實(shí)驗(yàn)前要檢查冰桶屮是否冇冰水混合物共存。檢查熱電偶的冷端，是否全部浸沒在冰水混介物屮。2.檢查電加熱釜中的水位是否在正常范圍內(nèi)。特別是每個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，進(jìn)行下一實(shí)驗(yàn)Z前,如果發(fā)現(xiàn)水位過低，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)給水量。1.調(diào)節(jié)流屋后，應(yīng)在流屋計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定后再

7、讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.傳熱實(shí)驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)結(jié)果表（換熱量、傳熱系數(shù)、各準(zhǔn)數(shù)以及重要的屮問計(jì)算結(jié)果）、準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的冋歸過程、結(jié)果與具體的冋歸方差分析，并以其中-?纟ft數(shù)據(jù)的計(jì)算舉例。2.在同一雙對數(shù)坐標(biāo)系中繪制Nul/PH0.4~Re和Nu2/PH0.4?Re的關(guān)系圖。3.對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與討論。傳熱實(shí)驗(yàn)仿真主耍設(shè)備介紹圖如下圖2-2斯示:閔心永熱水獅環(huán)泵圖2-2傳熱實(shí)驗(yàn)仿真設(shè)備介紹圖⑴至?xí)鐓?shù)設(shè)置”界而設(shè)置套管長度、套管外徑、套管內(nèi)徑，設(shè)置冷水進(jìn)口溫度。點(diǎn)“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)置"記錄到實(shí)驗(yàn)報(bào)表

8、中。注意：參數(shù)設(shè)置好后在本實(shí)驗(yàn)中不可更改。⑵在“實(shí)驗(yàn)裝直圖”屮，檢查電加熱釜液位計(jì)，若發(fā)現(xiàn)水量較少，打開注水閥VA103,補(bǔ)充水量至2/3處；⑶在“儀表而板一”中，打開電源總開關(guān)，出動冷水離心泵電源開關(guān)；⑷在“實(shí)驗(yàn)裝置圖”中，打開冷水給水閥VA101至最人；等待髙位槽有溢流厲，再打開流竝調(diào)節(jié)閥VA102；⑸在“儀表面板一''中，啟動電加熱釜開關(guān)，加熱電加熱釜中的水；啟動熱水循環(huán)泵電源開關(guān);⑹在“實(shí)驗(yàn)裝置圖”中，打開熱水給水閥VA104,設(shè)定