传热实验实验报告高等教育实验设计高等教育实验设计.pdf

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1、传热实验 一、实验目的 1、了解换热器的结结构及用途。2 学习换热器的操作方法。3、了解传热系数的测定方法。4、测定所给换热器的传热系数 Ko 5、学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程，并实验之 二、实验原理 根据传热方程 Q=K tm,只要测得传热速率 Q,冷热流体进出口温度和传 热面积 A,即可算出传热系数 Ko在该实验中，利用加热空气和自来水通过列管 式换热器来测定 K,只要测出空气的进出口温度、自来水进出口温度以及水和空 气的流量即可。在工作过程中，如不考虑热量损失，则加热空气释放出的热量 Q 与自来水 得到的热量 Q 应相等，但实际上因热损失的存在，此两热量不等，实验中以

2、Q 为准。三、实验流程和设备 实验装置由列管换热器、风机、空气电加热器、管路、转子流量计、温度计 等组成。空气走管程，水走壳程。列管式换热器的传热面积由管径、管数和管长 进行计算。实验流程图：传热系数K测定实验流程图四、实验步骤及操作要领 1 熟悉设备流程，掌握各阀门、转子流量计和温度计的作用。2、实验开始时，先开水路，再开气路，最后再开加热器。3、控制所需的气体和水的流量。4、待系统稳定后，记录水的流量、进出口温度，记录空气的流量和进出口 温度，记录设备的有关参数。重复一次。5、保持空气的流量不变，改变自来水的流量，重复第四步。6、保持第 4 步水的流量，改变空气的流量，重复第四步。7、实验

3、结束后，关闭加热器、风机和自来水阀门。五、实验数据记录和整理 1、设备参数和有关常数 换热流型错流；换热面积生 2、实验数据记录 骨口.序号 风机出口 压强 mHO 空气流量 读数 m3/h 空气进口温 度C 空气出口温度C 水流量 L/h 水进口温度C 水出口温度C 1 16 110 80 2 16 110 80 1 16 110 60 2 16 110 60 1 16 110 20 2 16 110 20 1 11 110 20 2 11 110 20 1 6 110 20 2 6 110 20 3、数据处理 骨口.序号 空气流量 m3/s 水流量 kg/s 水的算术 平均温 度C 水的比

4、热 容 J/(kg Y)传热速 率 J/S 对数平均 温度 tm 换热面 积 m2 传热系数 K W/m2K K 的平均 值 W/m2K 1 4183 2 4183 的传热系数学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程并实验之二实验原理根据传热方程只要测得传热速率冷热流体进出口温度和传热面积即可算出传热系数在该实验中利用加热空气和自来水通过列管式换热器来测定只要放出的热量与自来水得到的热量应相等但实际上因热损失的存在此两热量不等实验中以为准三实验流程和设备实验装置由列管换热器风机空气电加热器管路转子流量计温度计等组成空气走管程水走壳程列管式换热器的传热面积由管流量计和温度计的作用实验开始时

5、先开水路再开气路最后再开加热器控制所需的气体和水的流量待系统稳定后记录水的流量进出口温度记录空气的流量和进出口温度记录设备的有关参数重复一次保持空气的流量不变改变自来水的流 的传热系数学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程并实验之二实验原理根据传热方程只要测得传热速率冷热流体进出口温度和传热面积即可算出传热系数在该实验中利用加热空气和自来水通过列管式换热器来测定只要放出的热量与自来水得到的热量应相等但实际上因热损失的存在此两热量不等实验中以为准三实验流程和设备实验装置由列管换热器风机空气电加热器管路转子流量计温度计等组成空气走管程水走壳程列管式换热器的传热面积由管流量计和温度计的作用实

6、验开始时先开水路再开气路最后再开加热器控制所需的气体和水的流量待系统稳定后记录水的流量进出口温度记录空气的流量和进出口温度记录设备的有关参数重复一次保持空气的流量不变改变自来水的流1 4183 2 4183 1 4185 2 4185 1 4184 2 4184 1 4183 2 4183 六、实验结果及讨论 1、求出换热器在不同操作条件下的传热系数。计算数据如上表，以第一次记录数据序号 1 为例计算说明:空气流量:16 V 气 0.0044m/s 3600 水流量：3 80 10 1000 W水 0.0222kg/s 3600 水的算数平均温度：T 口2 18.9 21.9 20.4 度 2

7、 2 查表得，此温度下水的 比热容：Cp 4183J/(kg?K)传热速率 Q W?Cp?(t2 t1)0.0222 4183(21.9 18.9)278.867J/s 对数平均温度（T气进 T水出）（T气出 1水进）.T气进 T水出 In T气出 T水进(110 21.9)(29.2 18.9)36.2479 ln 9.2 18.9 Ti t1 21.9 18.9 110 18.9 0.0329 T1 T2 R t2 t1 110 29.2 21.9 18.9 26.9333 查图得校正系数 t 1.0 tm t?tm 逆 1.0 36.2479 36.2479 278.867 传热系数 K

8、 S?tm 0.4 36.2479 2 19.2333W/(m?K)K 的平均值：K 19.2333 19.1101 2 19.1717W/(m?K)的传热系数学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程并实验之二实验原理根据传热方程只要测得传热速率冷热流体进出口温度和传热面积即可算出传热系数在该实验中利用加热空气和自来水通过列管式换热器来测定只要放出的热量与自来水得到的热量应相等但实际上因热损失的存在此两热量不等实验中以为准三实验流程和设备实验装置由列管换热器风机空气电加热器管路转子流量计温度计等组成空气走管程水走壳程列管式换热器的传热面积由管流量计和温度计的作用实验开始时先开水路再开气路

9、最后再开加热器控制所需的气体和水的流量待系统稳定后记录水的流量进出口温度记录空气的流量和进出口温度记录设备的有关参数重复一次保持空气的流量不变改变自来水的流2、对比不同操作条件下的传热系数，分析数值，你可得出什么结论？答：比较一、二、三组可知当空气流量不变，水的流量改变时，传热系数变化不 大，比较四、五组可知空气流量改变而水的流量不改变时，传热系数有很大变化，且空气流量越大，传热系数越大，传热效果越好；综上可知，K 值总是接近热阻 大的流体侧的a值，实验中，提高空气侧的a值以提高 K 值。3、转子流量计在使用时应注意什么问题？应如何校正读数？答：转子流量计不能用于流量过大的流体测量，使用时流量

10、计必须安装在 垂直走向的管段上，流体介质自下而上地通过转子流量计。读数时应读转子的最大截面与玻璃管刻线相交处的数值，可以读初始值和 最终值，取两者之差来校正读数。4、针对该系统，如何强化传热过程才能更有效，为什么？答：该系统传热效果主要取决于热流体，所以可以通过增加空气流量，提高其所 占比例来强化传热效果；减小水的流量；内管加入填充物或采用螺纹管，加热面 在上，制冷面在下。因为由实验可知提高热阻大的流体的传热系数可以更有效的 强化传热过程。5、逆流换热和并流换热有什么区别？你能用实验装置加以验证吗？答:逆流换热时热流体是冷热流体流动方向相反；而并流传热时，其冷热流体 流动方向相同；在相同操作条

11、件下，逆流换热器比并流换热器所需传热面积小。可以改变冷热流体进出口方向，测得在相同传热效果下，逆并流所需传热面积大 小，从而加以验证。6、传热过程中，哪些工程因素可以调动？答：增大传热面积S；提高传热系数a；提高平均温差 tm；换热过程 的流型（并流，逆流，错流）。7、该实验的稳定性受哪些因素的影响？答：冷凝水流通不畅，不能及时排走；空气成分不稳定，导致被冷凝效果不 稳定；冷热流体流量不稳定；传热器管表面的相对粗糙度。8、你能否对此实验装置作些改进，使之能够用于空气一侧对流传热系数的测 定？答：让空气走壳程，水走管程，根据流体在管外的强制对流公式，可提出空气一 侧的对流传热系数a值。的传热系数学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程并实验之二实验原理根据传热方程只要测得传热速率冷热流体进出口温度和传热面积即可算出传热系数在该实验中利用加热空气和自来水通过列管式换热器来测定只要放出的热量与自来水得到的热量应相等但实际上因热损失的存在此两热量不等实验中以为准三实验流程和设备实验装置由列管换热器风机空气电加热器管路转子流量计温度计等组成空气走管程水走壳程列管式换热器的传热面积由管流量计和温度计的作用实验开始时先开水路再开气路最后再开加热器控制所需的气体和水的流量待系统稳定后记录水的流量进出口温度记录空气的流量和进出口温度记录设备的有关参数重复一次保持空气的流量不变改变自来水的流