气气列管换热实验报告.pdf

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1、气气列管换热实验报告气气列管换热实验报告一、实验目的：一、实验目的：本实验装置是以水蒸气-空气为传热介质，采用列管换热器对流换热，用于教学实验中，通过对列管换热器对流传热系数、总传热系数 K 的测定，加深了解间壁传热的基本概念和基本理论，了解各种影响因素对传热效率的影响。二、换热器实验简介：二、换热器实验简介：1、列管换热器传热系数的测定：管壳式换热器又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可采用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的换热器类型。壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。

2、进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。总传热系数 K 通过实验可测定K Qi（1）tmSO式中：K列管换热器总传热系数，W/(m2)；Qi管内传热速率，W；SO管外换热面积，m2；tm平均温度差，。tm由下式确定：tm tm逆（2）（T t）（T2t1）tm逆12（3）T1t2lnT2t1式中：t1，t2冷流体的入口、出口温度，；T1，T2热流体的入口、出口温度，；tw逆逆流时平均温度差，；温差校正系数，由于实验用列管换热器采用单管程单壳程所以=1。管内换热面积：SondoLo（4）式中：dO内管管外径，m；LO传热管测量段的实际长度，m。由热量

3、衡算式：QiWmCpm(t2t1)（5）其中质量流量由下式求得：WmVmm（6）3600式中：Vm冷流体在管内的平均体积流量，m3/h；Cpm冷流体的定压比热，kJ/(kg)；m冷流体的密度，kg/m3。tmCpm和m可根据定性温度 tm查得，t1t2为冷流体进出口平均温度。t1，2t2，T1，T2，Vm可通过测量仪表测得。三、实验流程和设备主要技术数据：1设备主要技术数据见表一表一实验装置结构参数列管实验内管内径 di（mm）列管实验内管外径 do（mm）列管实验外管内径 Di（mm）列管测量段长度 L（mm）管束加热器加热釜操作电压操作电流2实验装置流程如图一所示3实验的测量手段空气流量的

4、测量：14.016.076.0100032.5KW200 伏10 安Vt1 c0 A02Pt1（7）其中：c0-孔板流量计孔流系数，c0=0.65 A0-孔的面积m2d0-孔板孔径，d0=0.017 mP-孔板两端压差，Pat1-空气入口温度（即 流量计处温度）下密度，Kg/m3。由于换热器内温度的变化，传热管内的体积流量需进行校正：VmVt1273tm（8）273t1式中：Vm传热管内平均体积流量，m3/h；tm传热管内平均温度，。图一列管换热器实验装置流程图 温度的测量空气（蒸汽）进出口温度采用 PT100 电阻温度计测得，通过数字仪表显示。电加热釜蒸汽发生器的使用体积为 5 升,内装有一

5、支 2.5kw 的电热器，与一储水箱相连（实验过程中要保持储水箱中液位不要低于箱体的二分之一，防止加热器干烧），开始实验时采用低电压（130 伏左右）加热，10 分钟后可以适当提高加热电压(150 伏180 伏)，约 15 分钟后水开始沸腾。为安全起见和加热器使用寿命长久，建议最高加热电压不要超过 200 伏。气源(鼓风机)又称旋涡气泵，XGB12 型，电机功率约 0.75 KW（使用三相电源）。图二 仪表显示图四、实验方法及步骤：四、实验方法及步骤：1实验前的准备工作。向储水箱中加蒸馏水至液位计三分之二处。检查空气流量旁路调节阀是否全开。检查换热器蒸汽入口阀是否开启，必须保证有一路是开启的。

6、接通电源总闸，设定加热电压。（加热电压的设定：按一下仪表键，在仪表的 SV 显示窗中右下方出现一闪烁的小点，每按一次键，小点便向左移动一位，小点在哪个位置，就可以利用、键调节相应位子上的数值，调好设定值后 20秒仪表自动确认，设备按所设定的数值调整应用）2.实验开始.启动电加热器开关开始加热，同时蒸汽冷凝散热器风扇开启。待列管换热器出口温度上升时，启动风机。利用空气旁路调节阀 2 来调节空气流量，调好某一流量后稳定 5-8 分钟后，分别测量空气的流量，冷空气进、出口的温度及蒸汽进、出口温度，作好记录。然后改变空气流量值，重复以上步骤测量下组数据。一般从小流量到最大流量之间，要测量 56 组数据

7、。实验结束后，依次关闭加热电源、风机和总电源。一切复原。五、实验注意事项：五、实验注意事项：1检查蒸汽加热釜中的水位是否在正常范围内。特别是每个实验结束后，开始下一实验之前，如果发现水位过低，应及时补足水量。2每次调节空气流量后，应至少稳定 58 分钟，然后再读取实验数据。3实验中要保持上升蒸汽量的稳定，所以实验中不要改变加热电压，并且保持蒸汽放空口一直有蒸汽放出状态。六、数据处理过程举例：六、数据处理过程举例：（以第一组实验数据为例）空气进口温度 t1=26，空气出口温度 t2=79.9，空气流量 1.59Kpa，蒸汽进口温度 T1=100，蒸汽出口温度 T2=99.6空气进口温度 t1=2

8、6下的密度t1=1.18(kg/m3)传热管内径di及流通截面积Fidi14.00()0.0140();Fidi/43.142(0.0140)240.000154（m2).2传热管有效长度L及传热面积Si，管束 3 根换热管。L1.00SidiL3.1420.0141.0030.132(m2)空气平均物性常数的确定tmt1t12679.9=52.9522tm=1.08(kg/m3此温度下空气物性数据如下：平均密度)；-2平均导热系数tm=2.8410(K)；平均比热 Cp tm=1005(JKgK)；平均粘度tm=1.9710-5(Pa s)。空气流过换热器内管时平均体积流量Vm和平均流速的计

9、算孔板流量计体积流量：Vt1 c0 A02Pt1 0.650.7850.0172=27.6（m3/h）传热管内平均体积流量Vm:VmVt0215901.18273tm27352.9 27.6273t0273 20=30.7（m3/h）平均流速um:umVm/F 3600 30.7/(0.0001543600)=18.47（m/s）平均温度差tm的计算:（10079.9）（99.626)tm=41.22 10079.9ln99.626管内传热速率：Q 总传热系数Ki Q/tmSi 684/(41.240.132)=125.8（W/m2）各项准数:Nu 39.88 0.028idi=40.30.0

10、277mVmmCpm(t2 t1)30.7 1.12 1005 (79.6 26.0)684（W）36003600Rediummm0.014 18.47 1.12=1.4231040.0000194Pr Cpm10051.94105 0.6960.0277表二、实验数据表：No.No.流量（Kpa)t1(）t1(kg/m3)t2(）T1(）T2(）tm(）tm kg/m3)平均导热系数tm100(K)平均比热 Cp tm(JKgK)平均粘度tm105(Pa s)t1=T2-t1(）t2=T1-t2(）t1-t2LN(t1/t2)tm(）Vt1(m3/h)V(m3/h)u(m/s)Q(W)K（W

11、/m2）ReNuword 文档 可自由复制编辑1 11.59261.1879.910099.652.951.082.8410051.9773.6020.1053.501.3041.2227.6030.7018.47684125.8414231123.92 22.0126.501.1779.610099.653.051.082.8410061.9773.1020.4052.701.2841.2931.0534.5620.78766140.5216008138.33 32.4527.101.1779.310099.653.201.082.8510071.9772.5020.7051.801.254

12、1.3334.3138.2022.98840154.0317682151.64 42.8628.001.1779.29999.653.601.082.8510081.9771.6019.8051.801.2940.3037.1241.3824.89898168.9219111166.15 53.3329.301.1779.29999.654.251.082.8510091.9870.3019.8050.501.2739.8640.1344.8226.96954181.4720628178.16 63.8330.601.1679.49999.655.001.082.8610101.9869.00

13、19.6049.401.2639.2543.1248.2729.041007194.5122124190.57 74.3132.61.1579.59999.656.051.072.8710111.9967.0019.5047.501.2338.4845.8851.5230.991042205.1323478200.484.7634.31.1580.19999.657.201.072.8810121.9965.3018.9046.401.2437.4248.3354.4732.761070216.7724665211.195.1536.601.1480.69999.658.601.072.8910132.0063.0018.4044.601.2336.2450.4557.0934.341079225.6025654218.9word 文档 可自由复制编辑