传热实验报告数据处理(共8篇)

传热实验报告数据处理(共8篇) 传热实验报告数据处理(共8篇) 传热实验报告 北 京 化 工 大 学 化工原理实验报告 传热膜系数测定实验 院(部):化学工程学院 专业:化学工程与工艺 班 级:姓 名: 方胜凡 200912001同组人员: 刘东东、移永军、戴长庆 实验名称: 传热膜系数测定实验 实验日期: 2011.12.05 传热膜系数测定实验 一、摘要 本实验以套管换热器为研究对象，以冷空气及热蒸汽为介质，冷空气走黄铜管内，即管程，热蒸汽走环隙，即壳程，研究热蒸汽与冷空气之间的传热过程。通过测得的一系列温度及孔板压降数值，分别求得正常条件和加入静态混合器后的强化条件下的对流传热膜系数α及Nu，做出lg(Nu/Pr0.4),lgRe的图像，分析出传热膜系数准数关联式Nu=ARemPr0.4中的A和m值。 关键词:对流传热 Nu Pr Re α A 二、实验目的 1、掌握传热膜系数α及传热系数K的测定方法; 2、通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数A和指数m、n的方法; 3、通过实验提高对准数关系式的理解，并分析影 响α的因素，了解工程上强化传热的措施。 三、实验原理 黄铜管内走冷空气，管外走100?的热蒸汽，壁内侧热阻1/α远远大于壁阻、垢阻及外侧热阻，因此研究传热的关键问题是测算α，当流体无相变时对流传热准数关系式的一般形式为: mnp Nu?A?Re?PrGr mn 对于强制湍流有: Nu?ARePr 用图解法对多变量方程进行关联，要对不同变量Re和Pr分别回归。本实验可简化上式，即取n=0.4(流体被加热)。在两边取对数，得到直线方程为 lg Nu ?lgA? mlgRe Pr0.4 在双对数坐标中作图，求出直线斜率，即为方程的指数m。在直线上任取一点函数值代入方程中，则可得到系数A，即A? Nu Pr 0.4 Re m 其中 Re? du? ? ,Pr? Cp? ? ,Nu? ?d ? 实验中改变空气的流量，以改变Re值。根据定性温度计算对应的Pr值。同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数值，进而求得Nu值。 牛顿冷却定律为 Q???A??tm 其中α——传热膜系数，W/(m2??); Q——传热量，W; A——总传热面积，m2; Δtm——管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，?。 传热量可由下式求得 Q ?W?Cp?t2?t1?/3600???V?Cp?t2?t1?/3600 其中W——质量流量，kg/h; cp——冷空气的比定压热容，J/(kg??); t1,t2——冷空气的进，出口温度，?; ρ——定性温度下流体密度，kg/m3;V——冷空气体积流量，m3/h。 空气的体积流量由孔板流量计测得，其流量V与孔板流量计压 降Δp的关系为 V?26.2?p0.54 式中，Δp——孔板流量计压降，kPa; V——空气流量，m3/h。 四、实验 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图 套管式换热实验装置和流程 1-风机，2-孔板流量计，3-空气流量调节阀，4-空气入口测温点，5-空气出口测温点， 6-水蒸气入口壁温，7-水蒸气出口壁温，8-不凝性气体放空阀， 9-冷凝水回流管，10-蒸汽发生器，11-补水漏斗，12-补水阀，13-排水阀 1、 设备说明 本实验空气走内管，蒸汽走管隙(玻璃管)。内管为黄铜管，其内径为0.020m，有效长度为1.25m。空气进、出口温度和管壁温度分别由铂电阻(Pt100)和热电偶测得。测量空气进、出口的铂电阻应置于进、出管得中心。测量管壁温度用一支铂电阻和一支热电偶分别固定在管外壁两端。孔板流量计的压差由压差传感器测得。 本实验使用的蒸汽发生器由不锈钢材料制成，装有玻璃液位计，加热功率为1.5kW。风机采用XGB型漩涡气泵，最大压力17.50kPa，最大流量100m3/h。 2 、采集系统说明 (1) 压力传感器 本实验装置采用ASCOM5320型压力传感器，其测量范围为0~20kPa。 (2) 显示仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 在实验中所有温度和压差等参数均可由人工智能仪表读取，并 实验数据的在线采集与控制，测量点分别为:孔板压降、进出口温度和两个壁温。 3、流程说明 本实验装置流程图如下所示，冷空气由风机输送，经孔板流量计计量以后，进入换热器内管(铜管)，并与套管环隙中的水蒸气换热。空气被加热后，排入大气。空气的流量由空气流量调节阀调节。蒸汽由蒸汽发生器上升进入套管环隙，与内管中冷空气换热后冷凝，再由回流管返回蒸汽发生器。放气阀门用于排放不凝性气体，在铜管之前设有一定长度的稳定段，用于消除端效应。铜管两端用塑料管与管路相连，用于消除热效应。 五、实验操作 1、检查蒸汽发生器中的水位，使其保持在水罐高度的1/3~2/3。 2、按下总电源开关，关闭蒸汽发生器补水阀，启动风机，接通蒸汽发生器的发热电源，保持放气阀打开，调整好热电偶位置。 3、用计算机控制风机频率为50Hz，待仪表数值稳定后，记录数据;再每降低3Hz取一实验点，同样等仪表数值稳定后，记录数据，重复实验，12~13次。 4、将静态混合器插入管中，并将其固定，再次调整好热电偶温度计，将风机频率调回50Hz，待仪表数值稳定后，记录数据;每降低3Hz取一实验点，同样等仪表数值稳定后，记 录数据，重复实验，12~13次。 5、实验结束后，先停蒸汽发生器电源，再停风机，清理现场，给蒸汽发生器灌水。 六、实验数据处理 1、测定空气普通对流传热膜系数(l=1.25,d=0.020m) 表一:空气普通膜系数测定实验数据 以第一组数据为例，计算 过程如下: 定性温度t=(t1+t2)/ 2=(16.3+60.5)/ 2=38.4? 查得此定性 温度下的物性参数为 Cp=1.005 KJ?Kg-1?K-1 ρ=1.2715-0.0035*38.4=1.1371 Kg?m-3 μ=(1.71+0.005*38.4)*10-5 =1.902*10-5Pa?sλ =(2.4513+0.0074*38.4)*10-2 =0.0273546W?m-1? K-1 换热面积A=πdl=π*0.02*1.25=0.079m 对数平均推动力Δtm=[(T1-t2)-(T2-t1)]/ln[(T1-t2)/(T2-t1)] 2 =[(99.5-60.5)-(100.0-13.6)]/ln[(99.5-60.5)-(100.0-13.6)] =58.53257? 冷空气的体积流量V=26.2?ΔP 0.54 =26.2*0.270.54= 12.91926254m3?h-1 传热膜系数α=ρV Cp(t2-t1)/3600/A/Δtm 篇二:传热实验报告 传热膜系数的测定 摘要:在化工领域中，传热膜系数与传热系数对能量传递效率 有非常显著的影响，对传热膜系数及传热系数的考察，广泛应用 于不同反应器的设计，在提高能量利用效率方面上具有重要意义。 本实验采用套管换热器，以100?的水蒸气冷凝来加热空气，通过测定空气进出口温度和孔板压降来计算传热膜系数，并通过加入螺旋片进行强化传热。通过不同流量下的参数的测定，利用origin软件计算准数关系式中系数A和指数m，得出其准数关系式。通过两次实验对比发现，强化传热是以增加机械能损耗为代价，因而在工程领域需要综合考虑机械能和传热效率，降低工程流体输送成本。 关键词:传热膜系数 传热系数 origin 准数关系式 基本理论: 对流传热的核心问题时求算传热膜系数?，当流体无相变时对流传热准数关系式的一般形式为: Nu?ARemPrnGrp(1) 对于强制湍流而言，Gr数可忽略，即 Nu?ARemPrn(2) 在本文中，采用origin软件对上述准数关系式中的指数m、n和系数A进行计算机求解。 该方法中，要求对不同变量的Re和Pr分别回归。本实验测取流体被加热过程中的各参数，因而上述式子中的n?0.4，这样式(2)便成为单变量方程，两边同时去对数得: Nu lg0.4?lgA?mlgRe(3) Pr 利用origin软件对其作图，采用双对数坐标，利用线性函数 y?ax?b对数据进行拟合，即可很好的求解出自变量lgRe对lg果的a和b分别对应上述关系式中的m与lgA。 对于方程式的关联，首先要有Nu、Re、Pr的数据组。其特征数定义式分别为 Re? du? Cp? Nu 的线性关系，最终拟合结Pr0.4 ? ,Pr? ? ,Nu? ?d ? 实验中通过改变空气的流量，以改变Re值，根据定性温度(空气进出口温度的算术平均值)计算相应的Pr值。同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下 的传热膜系数值，进而求得Nu的值。 牛顿冷却定律为: Q??A?tm(4) 式中?——传热膜系数，W Q——传热量，W ?? ?m? 2 A——传热面积，A??dl，m2 ?tm——管壁温度与关内流体温度的对数平均温差，? 传热量可由下式求得 Q?Wcp?t2?t1?/3600??VScp?t2?t1?/3600(5) 式中W——质量流 量，kgh ?? cp——流体的比定压热容，J?kg? t1,t2——流体进出口温度，? ?——定性温度下流体密度，m3/h VS——流体体积流量，m3/h 空气的体积流量由孔板体积流量计测得，其流量Vs与孔板流量 计压降?p的关系为: Vs?26.2?p0.54(6) 式中?p——孔板流量计压降，kPa VS——流体体积流量，m3/h 空气的流速为: u? 4Vs (7) 2 ?d 流体管路阻力损失为: hf? ?p ? (8) 式中hf——流体管路阻力损失，J/kg ?p——管路压降，pa ?——流体密度，kg/m3 实验装置: 1.设备说明: 本实验空气走内管，蒸汽走环隙(玻璃管)。内管为黄铜管，其内径为0.020m，有效长度为1.25m。空气进、出口温度和管壁温度分别由铂电极(Pt100)和热电偶测得。测量空气进、出口温度的铂电极应置于进、出管的中心。测量壁温用一支铂电极和一支热电偶分别固定在管外壁两端。孔板流量计的压差和流过换热管的压降由两个压差传感器测得。 实验室使用的蒸汽发生器由不锈钢材料制成，装有玻璃液位计，加热功率为1.5kW。风机采用XGB型漩涡气泵，最大压力17.50kPa，最大流量100m3/h。 2.采集系统说明: (1)压力传感器 本实验装置采用ASCOM5320型压力传感器，测量范围为0,20kPa。 (2)显示仪表 在实验中所有温度和压差等参数均可由人工智能仪表直接读取，并实现数据的在线采集与控制，测量点分别为:孔板压降、 管压降、进口温度、出口温度和两个壁温。 3.流程说明: 本实验装置流程如图1 所示，冷空气由风机输送，经孔板流量计计量后，进 入换热管内管(铜管)，并与套管环隙中的水蒸气换热。空气被加热后，排入大气。空气的流量通过电脑控制的流量调节阀调节。蒸汽由蒸汽发生器上升进入套管环隙，与内管中冷空气换热后冷凝，再由回流管返回蒸汽发生器。放气阀门用于排放不冷凝气体。在铜管之前应设有一定长度的稳定段，用于消除端效应。铜管两端用塑料管与管路相连，用于消除热效应。 操作要点: ? 实验开始前，先弄清配电箱上各按钮与设备的对应关系，以便正确开启按钮。 ? 检查蒸汽发生器的水位，使其保持在水罐高度的1/2,1/3。 ? 打开电源总开关。 ? 实验开始时，关闭蒸汽发生器补水阀，启动风机，并接通蒸汽发生器的加热电源，打开放气阀。 ? 将空气流量控制在某一值。待仪表数值稳定后(3分钟)，记录数据，改变空气流量(8,10次)，重复实验，记录数据。 ? 实验结束后，先停蒸汽发生器，再停风机，清理现场。 注意事项: a( 实验前，务必使蒸汽发生器液位合适，液位过高，则水会溢入蒸汽套管;过低则可能烧毁加热器。 b( 调节空气流量时，要做到心中有数，为保证湍流状态，孔板压差读数不应从0开始，最低不小于0.1kPa。实验中要合理取点，以保证数据点均匀。 c( 切记没改变一个流量后，应等到度数稳定后再测取数据。 数据处理 表1.直管相关数据表 表2.混合管相关数据表 数据处理: 本实验的数据处理由如下几个步骤完成: 步骤1:文献[1]给出了各个相应温度下的干空气的物性参数，选取其中部分数据 如附录1所示; 1 步骤2:利用t?(t1?t2)求取各个流量下流体的平均温度t，并利用线性插值， 2 求得各个平均温度下的相应物性参数，线性插值具体过程如附录2所示: 步骤3:利用平均壁温和流体进出口温度t1,t2求得各流量下的?tm，其过程见附表2所示; 步骤4:利用式(6)，式(7)求得对应的流量和流速; 步骤5:利用式(5)，式(4)求得各流量对应下的传热膜系数? 步骤6:利用Nu、Re、Pr数据组的定义式，求得各流量下的Nu、Re、Pr值 Nu 步骤7:利用origin对lgRe对lg0.4作图，并利用其中的拟合命令求解得到对 Pr应的m与lgA; 步骤8:利用式(8)对直管和混合管分别计算其在不同流速下的阻力损失。 篇三:传热实验实验报告 姓名 专业 月 实验内容传热实验 指导教师一、 实验名称: 传热实验 二、实验目的: 1.熟悉套管换热器的结构; 2.测定出K、?，整理出Nu?Re的关系式，求出A、m. 三、实验原理: 本实验有套管换热器4套，列管式换热器4套，首先介绍套管换热器。 套管换热器管间进饱和蒸汽，冷凝放热以加热管内的空气，实验设备如图2-2-5-1(1)所示。 传热方式为:冷凝—传导—对流 1、传热系数可用下式计算: K?(1) qAm??tm [W/m2?k] 图2-2-5-1(1) 套管换热器示意图 姓名 专业 月 实验内容 指导教师 式中:q——传热速率[W] A——传热面积[m2] ?tm—传热平均温差[K] 1传热速率q用下式计算: ? q?VS?Cp(t2?t1)[W] (2) 式中:VS?Vh/3600——空气流量[m/s] Vh——空气流量[m/h] 3 3 ?——空气密度[kg/m3]，以下式计算: ??0.4645( Pa——大气压[mmHg] Rp——空气流量计前表压[mmHg] t1——空气进换热器前的温度[?] Cp——空气比热[J/kg?K]，查表或用下式计算: Cp?1009?0.04tm[J/kg?K] (4) tm=(t1+t2)/2——空气进出换热器温度的平均值(?) t2——空气出口温度[?] ?传热平均面积Am: Am??dmL[m](5) 式中:dm=传热管平均直径[m] L—传热管有效长度[m ] ?传热平均温度差?tm用逆流对数平均温差计算: 2 pa?RP )[kg/m3] (3) 273?t1 姓名 专业 月 实验内容 指导教师 T?——T ?t1?(T?t1),?t2?(T?t2) ?tm? ?t1??t2 (6) ?t1ln?t2 式中:T——蒸汽温度[?] 2、传热膜系数(给热系数)及其关联式 空气在圆形直管内作强制湍流时的传热膜系数可用下面准数关联式表示: Nu?ARePr(7) 式中:Nu——努塞尔特准数 Re——雷诺准数 Pr——普兰特准数 A——系数，经验值为0.023 m——指数，经验值为0.8 n——指数，经验值为:流体被加热时n=0.4，流体被冷却n=0.3 为了测定传热膜系数，现对式(7)作进一步的分析: Nu? m n ?d (8) ? α——空气与管壁间的传热膜系数[W/m2?k] 本实验可近似取α=K[传热系数]，也可用下式计算: ?? qAi(tW?tm) (9) 姓名 专业 月 实验内容 指导教师 Ai——传热管内表面积[m2] tW——管壁温[?] tm——空气进、出口平均温度[?] d——管内径[m] λ——空气的导热系数[W/m?k]，查表或用下式计算: λ=0.0244+7.8×10-5tm (10) Re? du? ? (11) u——空气在加热管内的流速[m/s] μ——空气定性温度(tm)下的粘度[pa?s]，查表或用下式计算: μ=1.72×10-5+4.8×10-8tm(12) d，ρ——意义同上。 Pr? CP? ? (13) Cp, μ, λ——意义同上 在定性温度tm=50~70?时普兰特准数值Pr=0.698~0.694，取平均值为0.696，那么Prn=0.6960.4=0.865，代入式(7)即可得如下的实验关联式: Nu?A'Re (14) m 式中A’=0.865A，测定A’、m值后，再算出A值，即可得到本实验的准数关联式(7)的形式。 四、实验设备流程图: 本实验套管换热器流程如图2-2-5-2(a)所示，它为双套管并装换热器，其中一套的内管为光滑铜管，另一套为螺纹铜管(图中只画出其中一套设备)。冷空气由 姓名 专业 月 实验内容 指导教师 风机1送入，经表压计2测定表压，流量计3测定流量，阀4调节气量，温度计5测定进口温度，进套管换热器6被加热，热空气出口温度由7测量。进套管间的蒸汽由温度计8测量温度，压力表9测定压强，阀10调节进汽量。冷凝水由疏水器12排除，管间的不凝气由放空管11定期排放。另外，管壁及各测温点还配有热电偶测温装置。 本实验列管换热器流程如图2-2-5-2(b)所示，冷空气由风机1送入，经阀2调节气量，气体流量计3测定流量并由气体加热器12将空气加热到指定温度，经温度计4测定进口温度后送入列管式换热器，冷却后的空气由温度计5测量温度，然后排出换热器;进换热器的水的流量由阀10调节，经液体流量计9测定流量及温度计6测定温度后进入换热器，冷热流体在列管的管壁上进行热量交换，经加热的水由温度计8测定温度后排出换热器。 4 篇四:化原实验报告—-传热实验 化工基础实验报告 实验名称化工传热试验 班级 姓名 学号成绩 实验时间 同组成员 一、 实验预习 要求:阐明实验目的、原理、流程装置、实验步骤、注意事项、要采集的数据; 设计实验数据原始记录表;提出预习中思考的问题。 实验目的:(1)掌握传热系数K，对流传热系数α和导热系数λ的测定方法; (2)比较保温管、裸管和汽水套管的传热速率，并进行讨论。 实验原理:根据传热基本方程、牛顿公式以及圆筒壁的热传导方程，已知传热设备的结构尺寸，只要测得传热速率Q，以及各有关的温度，即可算出K,α和λ。 (1) 测定汽水套管的传热系数K:K=Q/(A*Δtm ) 其中A为传热面积，Δtm 是冷热流体的对数平均温差。 (2) (3) 测定裸管的自然对流给热系数α:α=Q/(A*(tw—tf)) 其中tw、tf分别为壁温和空气温度。 测定保温材料的导热系数λ:λ=Qb/(Am*(T—t)) 其中T、t分别为保温层两侧的温度，b为保温层的厚度，Am是对数平均面积。 而传热速率Q=Wr 其中W是冷凝液流量，r是冷凝潜热。 流程装置:装置主体设备为三根管:保温管，裸管和汽水套管。这三根管与汽包，水槽，加热器，温度感应器等组成整个测试系统。工艺流程如下:锅炉内产生的水蒸气送入汽包，然后在三根并联的紫铜管内同时冷凝，固定时间内冷凝液由计量筒或量筒收集，以测量计算冷凝速率。三根紫铜管外散热情况不同:一根管外用珍珠岩保温;另一根是裸管(近似大空间对流);还有一根管外是冷却水(湍流换热)，为一套管式换热器。 二、 实验步骤 (1)熟悉设备流程，检查各阀门的开关情况，排放汽包中的冷凝水; (2)打开加热开关，并将调压器调至220V，待有蒸汽后再将调压器电压调低，使感温电阻15处的温度稳定在100摄氏度左右; (3)打开套管换热器冷却水进口阀，调节冷却水流量在80L/h左右; (4)待传热过程稳定后，同时测量各设备单位时间的冷凝液量、壁温和水温; (5)重复步骤(4); (6)改变冷却水流量，再测汽水套管的单位时间的冷凝液量，壁温和水温两次; (7)改变冷却水流量至100L/h左右，重复上述步骤并记录;注意数据的重复性; (8) 实验结束，切断电源，关闭冷却水阀。 三、 实验结果与分析 查表可得，水在一个大气压的条件下的沸点是100摄氏度，冷凝潜热为r=2258.4KJ/Kg， 在一百摄氏度，一个大气压的条件下，水的密度ρ=958.4Kg/m3，Q=W*r 1、裸管的自然对流给热系数α:(取第一组数据计算) 实验前后平均室温为23.65?，裸管内壁平均温度为101.36?，tw—tf=77.71?; 从表中得，冷凝液平均流量为V=0.02411ml/s,Q=ρ *V*r=52.19W; 又裸管为Ф16*1.5紫铜管，管长L=0.2; 从表中得，平均流量为V=0.0139ml/s，Q=ρ*V*r=30.06W; 则λ=Q*b/(Am*(T—t)) =0.191 ( W/(m *?)) 3、汽水套管的传热系数K:(取第一组数据计算) 在冷却水流量为80L/h时， ΔT1=101.36-75.36=25.99?，ΔT2=101.14-24.39=76.75?; Δtm=(ΔT2-ΔT1)/Ln (ΔT2/ΔT1)=46.88 ?; 传热面积A=π*L*d=0.0301 m 冷凝液流量为V=0.963ml/s, Q=ρ*V*r=2085.1 W; 即K=Q/(A*Δtm ) =1474.8 ( W/(m *?)) 在冷却水流量为101L/h时， ΔT1=102.00-38.86=63.14?，ΔT2=101.14-24.39=76.75?; Δtm=(ΔT2-ΔT1)/Ln (ΔT2/ΔT1)=69.72 ?; 传热面积A=π*L*d=0.0301 m 冷凝液流量为V=1.017ml/s, Q=ρ*V*r=2200.5 W; 即K=Q/(A*Δtm ) =1046.5 ( W/(m *?)) (对于所有实验数据的处理的excel 表格 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 见附表部分) 【对于实验结果的分析】 (1)裸管——对流传热系数 实验测得裸管对流传热系数为18.30(W/(m *?))。 相应地，用理论计算裸管外的大空间对流传热系数，由 Tm=62.5?计算得Gr=2.39*10 ,Pr=0.708，由公式α=Cλ/L*(PrGr) 计算得α=6.42(W/(m *?))。与实验测得的18.30相比较小，但在一个数量级。可以推测由于周围空间的扰动，使得传热不完全以大空间自然对流的方式进行，让实验测得的传热系数较理论增大。 (2)保温管——导热系数 实验测得保温管保温材料的导热系数为0.191(W/(m *?))。 一般来说，保温材料的导热系数不宜大于0.20( W/(m *?))，实验测得的数据恰满足此要求。然而由化工原理书的附录中得:实验所用保温材料珍珠岩的导热系数为 0.0210~0.0620( W/(m *?))，为良好绝热材料。 而实验测得保温材料导热系数为0.191( W/(m *?))，与理论值相比较高。原因可能有以下两点:一是由于书附录中的导热系数测量条件为25?，实验中材料外壁温度已达到约70?，二者相距较大;二是可能实验中保温材料的填充并不为完全紧密填充，同时也可能在其中有导热系数较大的杂质，导致实验测得的导热系数较大。 (3)汽水套管——传热系数 实验测得在冷却水流量80L/h时传热系数为1474.8 ( W/(m *?))。 在冷却水流量101L/h时传热系数为1046.5 ( W/(m *?))。 汽水套管的传热系数与保温管、裸管相比显然不在一个数量级。对冷流体是水，热流体是水蒸气冷凝的K值一般在10 数量级，实验数据基本符合要求。然而理论上增大冷却水流量时，传热系数K会略微增大;但在实验中流量由80L/h增大到101L/h时，K 值却从1474.8( W/(m *?))下降到1046.5( W/(m *?))。通过对原始数据的观察可知，冷却水出口的温度由75.36?下降到38.86?，下降幅度很大。因此怀疑是补充进了新的冷却水，使得冷却水的循环过程并未达到稳定状态，即传热过程未达到稳态，而使得实验数据与理论存在较大偏差。可能应再过一段时间再进行数据的测量。与此同时，注意到套管内壁的温度已经小于水的沸点，怀疑可能有冷凝潜热以外的热量放出，这也会对实验数据产生一定的影响。 四、 自评 包括实验收获、建设意见等。 化工中的理论值和实际值还是有一些偏差的，所以化工生产中的许多数据还是需要实测。设备的尺寸和类型不同，操作条件的不同，都会使得结果有很大的不同。 实验中发现实验设备存在一定的问题。具体表现在:汽水套管设备中存在一定的泄漏现象;热电偶读数时两个按钮可能被同时按下导致读出错误的数据。 本次试验中发现一个实验条件的改变可能导致一些看似完全不相关的数据的改变，如套管冷却水流量改变后保温管、裸管的流量也发生了变化。这就需要对实验装置的内部结构有一定的了解。可见， 做实验必须完全控制好所有的变量。 五、 指导教师批阅意见 实验报告评分表 指导教师批阅意见 教师签名 日 期 篇五:传热实验报告 一、实验目的 1. 掌握空气在普通和强化传热管内的对流传热系数的测定方法，了解影响传热系数的因素 和强化传热的途径。 n 2. 把测得的数据整理成Nu=BRe形式的准数方程式，并与教材中相应公式进行比较。 3. 了解温度、加热功率、空气流量的自动控制原理和使用方法。 二、装置与流程 本实验装置流程如图所示，实验装置由正气发生器、孔板流量变送器、变频器、套管换热器及温度传感器、智能显示仪表等构成。装置参数如表所示: 1—风机 2—蒸汽发生器 3—孔板流量计 4—压差传感器 5—普通套管换热器 6—强化套管换热器 t1,t2,t2’,T1,T,T’,Tw1,Tw2,Tw1’,Tw2’—温度传感器 空气—水蒸气换热流程:来自蒸汽发生器的水蒸气进入套管换热器，与被风机抽进的空气进行热交换，冷凝水经排出阀排入盛水 装置。空气经孔板流量计进入套管换热器的内管(紫铜管)，流量通过变频器调节电机转速达到自动控制，热交换后从风机出口排出。 注意:本实验中，普通和强化实验通过管路上的切换阀门进行切换。 三、基本原理 在工业生产过程中，大量情况下，采用间壁式换热方 式进行换热。所谓间壁式换热，就是冷、热两种流体之间T 有一固体壁面，两流体分别在固体壁面的两侧流动，两流 体不直接接触，通过固体壁面(传热元件)进行热量交换。 本装置主要研究汽—气综合换热，包括普通管和加强管。其中，水蒸汽和空气通过紫铜管间接换热，空气走紫 铜管内，水蒸汽走紫铜管外，采用逆流换热。所谓加强管， t 是在紫铜管内加了弹簧，增大了绝对粗糙度，进而增大了 空气流动的湍流程度，使换热效果更明显。 1. 空气在传热管内对流传热系数的测定 如图所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。 间壁式传热元件，在传热过程达到稳态后，有 Q?m1cp1?T1?T2??m2cp2?t2?t1? ??1A1?T?TW?M??2A2?tW?t?m (1) ?KA?tm 式中: Q, 传热量，W; m1 , 热流体的质量流率，kg / s; cp1, 热流体的比热，J / (kg ??); T1, 热流体的进口温度，?; T2, 热流体的出口温度，?; m2 , 冷流体的质量流率，kg / s; cp2 , 冷流体的比热，J / (kg ??); t1, 冷流体的进口温度，?; t2, 冷流体的出口温度，?; ?1 , 热流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m2 ??); A1 , 热流体侧的对流传热面积，m2; ?T?TW?m, 热流体与固体壁面的对数平均温差，?; ?2 , 冷流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m2 ??); A2 , 冷流体侧的对流传热面积，m2; ?tW?t?m , 固体壁面与冷流体的对数平均温差，?; K — 以传热面积A为基准的总传热系数，W/( m2 ??) A — 传热面积，m2; ?tm — 冷、热流体的对数平均温差，? 热流体与固体壁面的对数平均温差可由式(2)计算， ?T?TW?m? ?T1?TW1???T2?TW2? T?TW1ln1 T2?TW2 (2) 式中:TW1 , 热流体进口处热流体侧的壁面温度，?; TW2 , 热流体出口处热流体侧的壁面温度，?。 固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式(3)计算， ?tW?t?m? ?tW1?t1???tW2?t2? t?tlnW11 tW2?t2 (3) 式中:tW1 , 冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，?; tW2 , 冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，?。 热、冷流体间的对数平均温差可由式(4)计算: ?tm? ?T1?t2???T2?t1? lnT1?t2T2?t1 (4) 冷流体(空气)质量流量m2可由式(5)计算: m2?V'?0 (5) 式中: V’——空气实际体积流量，m3/s;ρ0——空气在孔板处的密度，kg/m3。本实验中ρ0即为空气在进口温度下对应的密 度。 注意:空气在无纸记录仪上显示的体积流量，与空气流过孔板时的密度有关，考虑到实际过程中，空气的进口温度不是 定值，为了处理上的方便，无纸记录仪上显示的体积流量是将孔板处的空气密度ρ0当作1kg/m3时的读数，因此，如空气实际密度不等于该值，则空气的实际体积流量应按下式进行校正 V'? V ?0 (6) 式中: V——无纸记录仪上显示的空气体积流量，m3/s。 在本装置的套管换热器中，换热桶内通水蒸汽，紫铜管内通空气，水蒸气在紫铜管表面冷凝放热而加热空气。当内管材料导热性能很好，即λ值很大，且管壁厚度很薄时，可认为Tw1,tw1，Tw2,tw2，即为所测得的该点的壁温，在传热过程达到稳定后，由式(1)可得: m2CP2(t2?t1)??2A2(tW?t)m (7) 即 ??m2CP2(t2?t1)(8) 2 A2(tw?t)m 1 实验中测定出紫铜管的壁温tw1，tw2;冷流体的进出口温度t1、t2，并查取t平均=2(t1?t2) 下冷流体对应的Cp2、试验用紫铜管的长度l、内径d2，A2=π d2l和冷流体的质量流量m2，即可计算出α2。 一般情况下，直接测量固体壁面温度，尤其是管内壁温度，实验技术难度较大，因此，工程上也采用通过测量相对较易测定的冷热流体温度来间接推算流体与固体壁面间的对流传热系数，下面介绍其他两种测定对流传热系数α2的实验方法。 (1)近似法求算空气侧对流传热系数α2 以管内壁面积为基准的总传热系数与对流传热系数间的关系为: 11bddd(9) ??Rs2?2?Rs12?2K?2?dmd1?1d1 式中: d1 ——换热管外径，m; d2 ——换热管内径，m;dm ——换热管的对数平均直径，m;b ——换热管的壁厚，m;λ ——换热管材料的导热系数， W/(m??);Rs1——换热管外侧的污垢热阻， m2?K/W;Rs2——换热管外侧的污垢热阻， m2?K/W。 总传热系数K可由式(1)求得: K? m2cp2(t2?t1)Q ?A?tmA?tm (10) 实验测定m2、t1、t2、T1、T2、并查取t平均=面积A，即可由上式计算得到总传热系数K。 1 (t1?t2)下冷流体对应的cp2、传热2 用本装置进行实验时，管内冷流体与管壁间的对流传热系数约为几十到几百W/m2?K; 而管外为蒸汽冷凝，冷凝给热系数α1可达~104W/m2?K左右，因此冷凝传热热阻??略，同时蒸汽冷凝较为清洁，因此换热管外侧的污垢热阻Rs1 ??2??1 ??2 1??1 也可以忽略。实验中的传热 ???? 元件材料采用紫铜，导热系数为383.8W/m?K，壁厚为1.5mm，因此换热管壁的导热热阻????2可 ?? 忽略。若换热管内侧的污垢热阻Rs2也忽略不计，则由式(9)得: α2?K(11) (2)简易Wilson图解法求算对流传热系数α2 简易Wilson图解法求算对流传热系数α2的原理和方法见《过程工程原理实验(乙)》附录二。 2. 准数方程式 对于流体在圆形直管内作强制湍流对流传热时，传热准数经验 式为: Nu?0.023Re0.8Prn (12) 式中:Nu,努塞尔数，Nu? ?d ，无因次; ? ，无因次; Re,雷诺数，Re? du? ? Pr,普兰特数，Pr? cp? ? ，无因次; 上式适用范围为:Re,1.0×104,1.2×105，Pr,0.7,120，管长与管内径之比L/d?60。当流体被加热时n,0.4，流体被冷却时n,0.3。 ? , 流体的导热系数，W / (m ? ?); u , 流体在管内流动的平均速度，m / s; ? , 流体的密度，kg / m3; ? , 流体的粘度，Pa ? s。 故可由实验获取的数据点拟合出相关准数后，在双对数坐标纸上，即可作出Nu~Re直线，确定Nu=BRen的拟合方程，并与经验公式的曲线对比，以验证实验效果。 四、实验步骤 1.手动操作 (1)检查仪表、风机、蒸汽发生器及测温点是否正常; (2)蒸汽发生器灌水至液位2/3处; (3)打开总电源开关、仪表电源开关，选择管路，并与仪表显示一致后，开启蒸汽发生器， 篇六:套管换热器传热实验实验报告数据处理 套管换热器传热实验实验报告数据处理 我们组做的是实验I: 1， Q=ms1c1 ?t求K得先求Q 1 Q=ms1C1?t1 ,其中，C1=所以得先求ms1 , C1， ?t1, 1m=Vρ ? s1 s1 要得求Vs1，Vs1=u1A，Vs1 =C0A02gR(?o??)/?C0为空流系数，C0=0.855,A0为空口面π2 积，A0的计算方法如下:A0 = d0 , d0=20.32 mm,故 4 A0= 4 ×(1000 )2=3.243293×10-4 m2 R为压计差读数 π2 A= ,d为内管内径=20mm， 4用内插法求解空气密度 ρ 值 这样求得ms1， π20.32 2 ? C1的求法为先查表的相近温度下空气的C值，然后用内插法求 得对应平均温 度对应的的C1值 ? 3 ? 1 求?t1=t t,=t =t+ t 1 2 2 t1 为进口温度t2 为出口温度 进口温度t1的求解方法 由热电偶中的电位Vt，按照公式求Et 2 ?Vt0?0.0394645t0?0.0000402t0 ??得 .5574?10?3?1.608?10?4Et Et，再由t??490.852 求得t1值 8.04?10?5 出口温度t2的求解方法 由热电偶中的电位Vt，按照公式Et 2 ?Vt0?0.0394645t0?0.0000402t0 ??求得 .5574?10?3?1.608?10?4Et Et，再由t??490.852 求得t2值 ?5 8.04?10 由以上步骤求出 Q 2 ，由Q=KA?tm求出K值 K= Q A?tm Q由第一步已经求出，A为内管内径对应的面积，A=2π rL ,r=17.8mm=0.0178 m, A=2×3.14×0.0178×1.224=0.13682362 m2 3 ,求Re ，Nu 流体无相变强制湍流经圆形直管与管壁稳定对流传热时，对流传热准数关联式的函数关系为: l Nu?f(Re,Pr,) d 对于空气，在实验范围内，Pr 准数基本上为一常数;当管长与 管径的比值大于50 时，其值对 Nu 的影响很小;则 Nu 仅为 Re 的函数，故上述函数关系一般可以处理成: Nu?aRem 式中，a 和 m 为待定常数。 duρ2 Re=×0.0178 m =0.0356 m , u=Vs/(π×0.0178)μ μ 的相近温度的μ，ρ，再用线性关系计算求得。 和ρ用内插法，先查表 测量空气一侧管壁的中区壁温TW ，由热电偶按前面公式求得; 由下式可以计算空气与管壁 的对流传热系数 ?? 式中， ——空气进出口温度的平均值。 Q A(TW?) Nu? ?d d=0.0356 m ,λ还得用内插法求解，先找到相近温度的λ，假定 λ的线性? 变化，求得λ。 然后用以下公式: logNu?mlogRe?log? logNu-logαm= logRe Num 可求得m,再由Nu?aRe a=m 求得对应Re，Nu下的a 值。 Re然后做Nu/Re 图 用计算机软件计算的数据汇总如下: 篇七:传热实验报告 传热膜系数测定实验 实验日期:2010/12/9 班级: 姓名: 学号: 同组人: 实验装置: 一.报告摘要 本实验以套管式换热器为研究对象，并用常压下100?的水蒸汽冷凝空气来测定传热膜系数，通过实验掌握传热膜系数及传热系数的测定方法，并确定传热膜系数准数关系式中的系数及分析影响传热膜系数的因素。 关键词:传热膜系数α，传热系数K，努赛尔数Nu，雷诺数Re，普朗特准数Pr 二.目的及任务 1. 掌握传热膜系数α及传热系数K的测定方法; 2. 通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数A和指数m的方法; 3. 通过实验提高对准数关系式的理解，并分析影响α的因素。 三.基本原理 对流传热的核心问题是求算传热系数α，当流体无相变时对流传热准数关系式的一般形式为 Nu?ARemPrnGrp 对于强制湍流而言，Gr数可忽略，即 Nu?ARemPrn 本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关系式中的指数m和系数A。 用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re和Pr分别回归。本实验可简化上式，即取n=0.4。在两边取对数，得到直线方程为 Nu lg0.4?lgA?mlgRe Pr 在双对数坐标中作图，求出直线斜率，即为方程的指数m。在直线上任取一点函数值代入方程中，则可得到系数A，即 Nu A?0.4m PrRe 用图解法，根据实验点确定直线位置有一定的人为性。而用最小二乘法回归，可以得到最佳关联结果。应用计算机辅助手段，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A,m,n。 对于方程的关联，首先要有Nu,Re,Pr的数据组。其特征数定义式分别为 Re? du? ? ,Pr? Cp? ? ,Nu? ?d ? 实验中改变空气的流量，以改变Re值。根据定性温度计算对应的Pr值。同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数值，进而求得Nu的值。 牛顿冷却定律为 Q??A?tm 式中α——传热膜系数，W/(m2??); Q——传热量，W; A——总传热面积，m2; Δtm——管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，?。 传热量可由下式求得 Q?Wcp(t2?t1)/3600??Vscp(t2?t1)/3600 式中，W——质量流量，kg/h; cp——流体的比定压热容，J/(kg??); t1,t2——流体进，出口温度，?; ρ——定性温度下流体密度，kg/m3; Vs——流体体积流量，m3/h。 空气的体积流量由孔板流量计测得，其流量Vs与孔板流量计压 降Δp的关系为 Vs?26.2?p0.54 式中，Δp——孔板流量计压降，kPa; Vs——空气流量，m3/h。 四.装置和流程 图1.套管式换热实验装置和流程 1-风机，2-孔板流量计，3-空气流量调节阀，4-空气入口测温点，5-空气出口测温点， 6-水蒸气入口壁温，7-水蒸气出口壁温，8-不凝性气体放空阀，9-冷凝水回流管， 10-蒸汽发生器，11-补水漏斗，12-补水阀，13-排水阀 五.操作要点 1.实验开始前，先弄清配电箱上各按钮与设备的对应关系，以免误触他人按钮。 2.检查蒸汽发生器中的水位，使其保持在水罐高度的1/2~2/3。 3.打开总电源开关(红色按钮熄灭，绿色按钮亮，以下同)。 4.实验开始时，关闭蒸汽发生器补水阀，启动风机，再接通蒸汽发生器的加热电源，打开放气阀(已打开)。 5.将空气流量控制在某一值(从大流量开始)。待仪表数值稳定(不少于3分钟)后，记录数据，改变空气流量，由大流量到小流量，重复实验，测定并记录8~10 组数据。 6.加强传热，先抬高测温计，在管路中加入麻花铁(固定好，避免出来)，测温计放回中间位置，重复第5步，记录6~8组数据。 7.实验结束后，先停蒸汽发生器电源，再停风机，清理现场。 注意事项: 1.实验前，务必使蒸汽发生器液位合适，液位过高，则水会溢入蒸汽套管;过低，则可能烧毁加热器。 2.调节空气流量时，要做到心中有数，为保证湍流状态，孔板压差读书从大流量时开始，最低不小于0.2kpa。实验中要合理取点，以保证数据点均匀。 3.切记每改变一个流量后，应等到读数稳定后(约3分钟)再测取数据。 4.结束时先停加热电源，再停风机。 六.数据处理 : 以第一组数据为例， m3/h 体积流量:Vs?26.2?p0.54=26.2?3.750.54?53.491 流速:qv? 4q124?53.491 ?duu?v??47.30m/s 224?d3.14?0.02?3600 定性温度下: 密度:由经验公式可得 ?? 50-48.3040?48.30 ?1.128??1.093?1.009m3/kg 50-4050?40 50?48.3040?48.30 ?19.1??19.6?19.52?Pa?s 50?4050?40 粘度:?? 热导率:??(2.4513?0.0074?48.30)?10?2?0.0281W/m?k 空气进口温度下密度:??传热量: 40?33.3030-33.30 ?1.165-?1.128?1.153m3/kg 40?3040-30 Q?Wcp(t2?t1)/3600??Vscp(t2?t1)/3600 ?1.009?53.491?1005?(63.30?33.30)/3600?516.43W 11 (Tw1?Tw2)?(100.00?99.80)?99.9? 22 管壁温度与管内流体温度的对数平均温差: 平均壁温:Tw? ?tm? t2?t163.30?33.30 ??50.11? Tw?t199.90?33.30 lnln 99.90?63.30Tw?t2 传热膜系数: Q??A?tm ?? Q516.43 ??131.21W/m2?? A?tm3.14?0.02?1.25?50.11 雷诺数:Re? du? ? ? 0.02?47.30?1.009 ?53267.85 ?6 19.52?101005?19.52?10?6??0.6966 0.0281 普朗特准数:Pr? Cp? ? 努塞尔准数:Nu? Nu/Pr0.4: ?d131.21?0.02 ??93.433 ?0.0281 Nu93.433??107.969 0.40.4 Pr0.6966 篇八:传热实验实验报告 江 苏 大 学 实验报告 完成报告所需时间________________教师评定______________________ ________________________________________________________ _______________________ 实验传热实验 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K。 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=KA?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K。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Q1与自来水得到的热量Q2应相等，但实际上因热损失的存在，此两热量不等，实验中以Q2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，自来水走壳程。列管式换热器的传热面积已标出为0.4?。 实验流程图 四、实验步骤及操作要领 1、通过模拟操作熟悉设备流程，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.通过阀门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。 5、按照所给数据调节水和空气流量，重复上一步。 6、实验结束后，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 列管换热器的管数n =2根，空气进口温度T =120?，换热流型 错流; 换热面积 =0.4? 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。 计算第一组数据 Q=KA?tm =WcCpc(tc2-tc1) tc=(tc1+tc2)/2=(22.4+26.5)/2=24.45? 查表并用内差法求得 Cpc=4.179kJ/(kg〃?); 先按逆流计算对数平均温度差?tmˊ 逆流:th1=120??th2=44.8? tc2=26.5??tc1=22.4? 则?t1=(th2-tc1)=44.8-22.4=22.4? ?t2=(th1-tc2)=120-26.5=93.5? 所以?tmˊ=(?t1-t2)/(??t2/?t1)=49.759?; 错流时温度变化因素 P=(tc2-tc1)/(th1-tc1)=(26.5-22.4)/(120-22.4)=0.042 R=(th1-th2)/(tc2-tc1)=(120-44.8)/(26.5-22.4)=18.34 代入单壳程双管程温度系数计算公式得φ=0.977 则?tmˊ=0.977×49.76=48.62? 所以 K=WcCpc(tc2-tc1)/(A?tm) =〔(80/3600)×4.179×1000×4.1〕/(0.4×48.62)=19.58W/(?〃?) 同理计算下两组数据填入表格 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:比较一二组可知当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;表较二三组可知，空气流量不变，水的流量改变时，传热系数变化不大。 综上可知，传热系数主要取决于热流体，热流体流量越大，传热效果越好。 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。 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:(1)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。 (2)在相同操作条件下，逆流换热器比并流换热器所需传热面积小。 所以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:可以增加传热面积，提高传热系数，或者增加对数平均温度差来提高传热效率。也可以尽量采用逆流传热来减小换热器面积，节约设备成本。 7、该实验的稳定性受哪些因素的影响, (1)冷凝水流通不畅，不能及时排走; (2)空气成分不稳定，导致被冷凝效果不稳定; (3)冷热流体流量不稳定; (4)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:改成套管式换热器