传热综合实验实验1中学教育中学实验中学教育中学课件.pdf

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1、知识是人类进步的阶梯 传热综合实验实验数据记录与处理 1 原始数据记录表格、次序 项目、1 2 3 4 5 6 7 空气进口 温度 t1C 48.4 46.8 45.1 43.5 41.1 39.9 38.4 空气出口 温度 t2C 82.7 82.1 81.2 80.8 79.8 77.1 75.1 空气流量 V m3/h 46.286 44.545 43.545 41.357 39.873 38.347 37.135 空气进口 处密度P kg/m3 1.053 1.055 1.059 1.062 1.065 1.070 1.075 空气质量 流量 ms2 kg/s 0.0135 0.013

2、1 0.0128 0.0122 0.0118 0.0114 0.0111 空气流速 u m/s 40.95 39.41 38.44 36.59 35.27 33.92 32.85 空气定性 温度c 65.55 61.85 60.3 59.95 59.5 58.95 58.3 以下计算以次序 1 作为计算实例：空气进 口密度 10 5t2 4.5 10 3t 1.2916=10-5*48.4 2-4.5*10-3*48.4+1.2916=1.053 kg/m3;空气质量流量 ms2=p V=1.053*46.286/3600=0.0135kg/s;空气流速 u=4V/(n d2)=4*46.28

3、6/(3.14*0.02*0.02*3600)=40.95 m/s;空气定性温度(t1+t2)/2=(48.4+82.7)/2=65.55C;换热面积 A d2l2=3.14*0.016*1=0.0502m2;空气的比热 Cp2=1005 J/(kg?C);对数平均温度=33.001 C;流体粘度(2 10 6t2 5 10 3t 1.7169)10=(2 10 6*50.25 2 5 10 3*50.25 1.7169)10 知识是人类进步的阶梯 总给热系数K叱八匕=0.25933 W/(m2 C)；A tm 2计算结果列表 次序 1 2 3 4 5 6 7 空气定性 温度C 65.55 6

4、1.85 60.3 59.95 59.5 58.95 58.3 密度 P kg/m3 1.09 1.10 1.10 1.10 1.10 1.09 1.08 导热系数 入 W/(m?C)0.0284 0.0283 0.0281 0.0281 0.0282 0.0283 0.0285 雷诺准数 Re 6397.63 9060.41 12852.51 15469.95 18845.54 21773.31 24262.17 普兰特数 Pr 0.694 0.696 0.697 0.697 0.695 0.696 0.695 理论值 a W/(m2?C)39.11 51.54 67.73 78.56 92

5、.22 103.94 114.07 努塞尔数 Nu 22.03 29.14 38.57 44.73 52.32 58.76 64.04 密度 10 5t2 4.5 10 3t 1.2916=10-5*50.252-4.5*10-3*50.25+1.2916=1.09kg/m3 =1.96E-05 Pa s;t=定性温度；流体导热系数 2 10 8t2 8 10 5t 0.0244=2 10 8*50.25 2 8 10 5*50.25 0.0244=0.0284 W/(m C)；雷诺准数 Re 吒=0.016*7.19*1.09/1.96E-05=6397.63;c tm 总给热系数叱八匕次序

6、计算结果列表空气定性温度密度导热系数入雷诺准数普兰特数理论值努塞尔数流体粘度密度定性温度流体导热系数雷诺准数吒普兰特数知识是人类进步的阶梯理论值叮篙屮器虻努赛尔数八实验结果与分析冷流温度的较小时误差较大随着温度的升高误差减小产生误差的原因我组是接在另外一组后面进行实验的可能是由于上组累积了一些污垢而我们计算的时候没有把它计算在内同时我组的实验数据是从低流量到高流量测出可能由于设备的数实验数据图表注见附图思考题实验中冷流体和蒸汽的流向对传热效果有何影响答无影响因为不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动由于蒸汽的温度不变故厶不变而和不受冷流体和蒸汽的流向的影响所以传热效果不变在计算空气质普兰特数 Pr

7、=(1005*1.96E-05)/0.0284=0.694;知识是人类进步的阶梯 理论值 a=0.02叮篙8屮=0.023器*6397.63%虻=39.11 C);努赛尔数Nu d=39.11*0.016/0.0284=22.03 八、实验结果与分析 1、冷流体给热系数实验计算值与理论值列表比较:次序 1 2 3 4 5 6 7 总给热系数 K 50.67 63.83 78.47 89.17 100.72 112.84 123.40 理论值a 39.11 51.54 67.73 78.56 92.22 103.94 114.07 误差 29.56%23.85%15.85%13.50%9.21%

8、8.56%8.18%分析讨论：1)在对实验值与理论值进行比较得，在温度的较小时误差较大，随着 温度的升高，误差减小。2)产生误差的原因：我组是接在另外一组后面进行实验的，可能是由于 上组累积了一些污垢，而我们计算的时候没有把它计算在内。同时我组的 实验数据是从低流量到高流量测出，可能由于设备的温度没有下降就开始 测量，可能导致误差比较大。在做实验的时候，没有进行高端排气和低端 排液，这些都会影响总给热系数。2、实验数据图表 注：见附图 1 思考题：1、实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响？答：无影响。因为 Q=a A tm，不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动，由于蒸汽的温度不变，故厶

9、tm 不变，而a和 A 不受冷流体和蒸汽的流向 的影响，所以传热效果不变。总给热系数叱八匕次序计算结果列表空气定性温度密度导热系数入雷诺准数普兰特数理论值努塞尔数流体粘度密度定性温度流体导热系数雷诺准数吒普兰特数知识是人类进步的阶梯理论值叮篙屮器虻努赛尔数八实验结果与分析冷流温度的较小时误差较大随着温度的升高误差减小产生误差的原因我组是接在另外一组后面进行实验的可能是由于上组累积了一些污垢而我们计算的时候没有把它计算在内同时我组的实验数据是从低流量到高流量测出可能由于设备的数实验数据图表注见附图思考题实验中冷流体和蒸汽的流向对传热效果有何影响答无影响因为不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动由于蒸

10、汽的温度不变故厶不变而和不受冷流体和蒸汽的流向的影响所以传热效果不变在计算空气质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?知识是人类进步的阶梯 它们分别表示什么位置的密度，应在什么条件下进行计算。答：不一致。计算空气质量流量时所用到的密度值是冷流体进口温度下对 应的密度；求雷诺数时的密度值时是冷流体进出口算术平均温度对应的 密度。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a关联式有何影响？答：冷凝水不及时排走，附着在管外壁上，增加了一项热阻，降低了传热 速率。在外管最低处设置排水口，若压力表晃动，则及时打开

11、排冷凝 水阀门，让蒸汽压力把管道中的冷凝水带走。在不同压强下测试得到 的数据，将会对a产生影响，因为 PV=nRT,P 与 V 是变量，P 变化 后 T 也随之改变，T 改变后，蒸汽进口处的温度就会改变，tm 也会 改变。心得：1 本次实验的数据处理可以说是我处理过的实验数据中最繁琐的一次。这 里的数据我都先后分别用 excel 和计算器计算，几乎每个数据都要算两遍。在 计算过程中，我了解到处理数据的时候要注意有效数字的运算规则。第一次算 的时候，我用 excel 来计算，保留了许多的有效数字，最终画出的图像不是很 理想，后来我再次重新计算，使每个数据都保留两位有效数据，结果得到了现 在的图像

12、。这次的实验让我明白正确处理数据对实验结果的影响是很大的。2 在书写实验报告的过程中，我遇到了许多的问题。它让我明白实验报告 的书写时很不容易的，在书写过程中，我对实验的原理有了更深的印象，在通 过翻阅书本来解决报告里遇到的问题，让我可以养成独立思考问题的习惯和解 决问题的思维。知识是人类进步的阶梯 3 在做这个实验之前，我的知识只是建立在书本上，没有什么实践的经历。通 过这次总给热系数叱八匕次序计算结果列表空气定性温度密度导热系数入雷诺准数普兰特数理论值努塞尔数流体粘度密度定性温度流体导热系数雷诺准数吒普兰特数知识是人类进步的阶梯理论值叮篙屮器虻努赛尔数八实验结果与分析冷流温度的较小时误差较

13、大随着温度的升高误差减小产生误差的原因我组是接在另外一组后面进行实验的可能是由于上组累积了一些污垢而我们计算的时候没有把它计算在内同时我组的实验数据是从低流量到高流量测出可能由于设备的数实验数据图表注见附图思考题实验中冷流体和蒸汽的流向对传热效果有何影响答无影响因为不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动由于蒸汽的温度不变故厶不变而和不受冷流体和蒸汽的流向的影响所以传热效果不变在计算空气质的实验，我的动手能力得到了提高，让我可以理论知识结合我的理论知 识实践，更好得掌握怎样测定总传热系数这个知识点。总给热系数叱八匕次序计算结果列表空气定性温度密度导热系数入雷诺准数普兰特数理论值努塞尔数流体粘度密度定性温度流体导热系数雷诺准数吒普兰特数知识是人类进步的阶梯理论值叮篙屮器虻努赛尔数八实验结果与分析冷流温度的较小时误差较大随着温度的升高误差减小产生误差的原因我组是接在另外一组后面进行实验的可能是由于上组累积了一些污垢而我们计算的时候没有把它计算在内同时我组的实验数据是从低流量到高流量测出可能由于设备的数实验数据图表注见附图思考题实验中冷流体和蒸汽的流向对传热效果有何影响答无影响因为不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动由于蒸汽的温度不变故厶不变而和不受冷流体和蒸汽的流向的影响所以传热效果不变在计算空气质