實驗三傳熱系數(shù)K和給熱系數(shù)α的測定PDF.doc

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1、實驗三傳熱系數(shù)K和給熱系數(shù)α的測定一、實驗?zāi)康?.了解間壁式傳熱元件和給熱系數(shù)測定的實驗組織方法2.學(xué)會給熱系數(shù)測定的試驗數(shù)據(jù)處理方法3.了解影響給熱系數(shù)的因素和強(qiáng)化傳熱的途徑。二、實驗原理在工業(yè)生產(chǎn)中間壁式換熱器是經(jīng)常使用的換熱設(shè)備。熱流體借助于傳熱壁面將熱量傳遞給冷熱體以滿足生產(chǎn)工藝的要求。影響換熱器傳熱速率的參數(shù)有傳熱面積、平均溫度差和傳熱系數(shù)三要素。為了合理選用或設(shè)計換熱器應(yīng)對其性能有充分的了解。除了查閱文獻(xiàn)外換熱器性能實測是重要的途徑之一。傳熱系數(shù)是度量換熱器性能的重要指標(biāo)。為了提高能量的利用率提高換熱器的傳熱系數(shù)以強(qiáng)化傳熱過程在生產(chǎn)實踐中是經(jīng)常遇到的問題。

2、在熱流體對固體壁面的對流給熱固體壁面的熱傳導(dǎo)和固體對冷流體的對流給熱三個傳熱過程中所涉及的熱量衡算為QQQQQTKA(Tt)hAh(Ttw1)cAc(tw2t)Am(tw1tw2)tw1tw1tw2tw2tTt1111KAAA在所考慮的這個傳熱過程忠所涉及的參數(shù)共有13個采用因次分析方法π=13-4=9個無因次數(shù)群。該方法的基本處理過程是將研究的對象分解成兩個或多個子過程。即分別對α1、α2進(jìn)行研究無因次處理得dducpbcf(,)Nua0RePr1傳熱系數(shù)K的實驗測定熱量衡算式和傳熱速率方程式熱量衡算式傳熱速率式其中tm(T1t2)(T2t1)lnT1t2兩式聯(lián)立

3、得Kqcccpc(t2t1)2給熱系數(shù)α的實驗測定熱量衡算式和傳熱速率方程式熱量衡算式傳熱速率式其中tmc(tw上t2)(tw下t1)lntw上下t2兩式聯(lián)立得cqcccpc(t2t1)三、實驗組織方法qc----空氣流量計1個t1、t2-----冷流體進(jìn)、出口溫度計2個T-----水蒸汽溫度計1個tw上、tw下-----上壁溫、下壁溫溫度計2個P---裝1個壓力表配上套管換熱器、蒸汽發(fā)生爐、疏水器、閥門管路、涼水塔系統(tǒng)組成如下實驗裝置。1實驗流程2實驗步驟1.先開蒸汽發(fā)生爐待上壁溫開始升溫后開空氣輸送開關(guān)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計為222.打開不凝性氣體放氣閥“開-關(guān)”重復(fù)2次

4、3.整個實驗操作控制蒸汽壓力恒定在0.04Mpa以下某一刻度改變唯一操作變量即空氣轉(zhuǎn)子流量計閥門開度達(dá)到改變流速的目的4.實驗布點采用小流量和打流量分別布點集中原則因為是直線原因5.待冷流體出口溫度顯示值保持5min以上不變時方可同時采集實驗數(shù)據(jù)1.實驗結(jié)束時先關(guān)蒸汽進(jìn)口調(diào)節(jié)閥保持空氣繼續(xù)流動10min以足夠冷卻壁溫保護(hù)熱電偶接觸正常。四、數(shù)據(jù)處理1原始數(shù)據(jù)記錄裝置號d外=19mmδ=1.5mmL=1.3m序號蒸汽壓力蒸汽溫度空氣流量空氣進(jìn)口空氣出口下端壁溫上端壁溫℃℃℃℃℃2數(shù)據(jù)計算過程1.定性溫度tmt1t2查《化工原理》附錄干空氣的物理化學(xué)性質(zhì)內(nèi)插法求空氣平均ρ

5、Cpλμ2)換熱器流通面2積A流通=πd內(nèi)徑/4A換熱=πd內(nèi)徑l3)空氣流量、流速流速u=q/A4)傳熱量5)總傳熱系數(shù)的計算Kqcccpc(t2t1)A為換熱面積其中tm(T1t2)(T2t1)lnT1t26)給熱系數(shù)α的計算cqcccpc(t2t1)A為換熱面積其中tmc(tw上t2)(tw下t1)lntw上下t27準(zhǔn)數(shù)值ducpdRePrNu利用實驗數(shù)據(jù)求出準(zhǔn)數(shù)值再進(jìn)行曲線擬合注意取全部小組的數(shù)據(jù)點不是一兩個同學(xué)的數(shù)據(jù)點的基礎(chǔ)上求出bc。中的常數(shù)a0、bc=0.4五、思考題1何為因次分析法2影響對流傳熱系數(shù)的主要因素有哪些3如何強(qiáng)化空氣方的傳熱系數(shù)4該實驗過程

6、傳熱的阻力主要在那里