传热系数测定心得体会

传热系数测定心得体会篇一：传热系数的测定实验实验 传热系数的测定实验 一、实验目的 测定流体在套管换热器内作强制湍流时的对流传热系数?i。 并将实验数据整理成准数关联式 Nu=形式，确定关联式中常数 A、m 的值。 了解强化传热的基本理论和采取的方式。 二、实验原理 实验 2-1 普通套管换热器传热系数及其准数关联式的测定 对流传热系数?i 的测定 根据牛顿冷却定律 ?i? Qi （4-1） ?tm?Si 式中：?i管内流体对流传热系数，W/(m2?)； Qi管内传热速率，W； Si管内换热面积，m2； ?tm冷热流体间的平均温度差，。 ?tm?Tw? ?ti1?ti2? 2 （4-2） 式中：ti1，ti2冷流体的入口、出口温度，； w壁面平均温度，； 因为换热器内管为紫铜管，其导热系数很大，且管壁很薄，故认为内壁温度、外壁温度和壁面平均温度近似相等，用 tw 来表示，由于管外使用蒸汽，近似等于热流体的平均温度。 管内换热面积： 式中：di内管管内径，m； Li传热管测量段的实际长度，m。 由热量衡算式：其中质量流量由下式求得： Wi? Si?diLi （4-3） Qi?Wicpi(ti2?ti1) （4-4） Vi?i （4-5） 3600 式中：Vi冷流体在套管内的平均体积流量，m3 / h； cpi冷流体的定压比热，kJ / (kg)； i冷流体的密度，kg /m3。 cpi 和 i 可根据定性温度 tm 查得，tm?Vi 可采取一定的测量手段得到。 对流传热系数准数关联式的实验确定 流体在管内作强制湍流，被加热状态，准数关联式的形式为 Nui?ARei 其中： Nui? m ti1?ti2 为冷流体进出口平均温度。ti1，ti2， tw， 2 nPri.（4-6） cpi?iud?idi ， Rei?iii ，Pr i?i?i?i 物性数据 i、cpi、i、i 可根据定性温度 tm 查得。经过计算可知，对于管内被加热的空气，普兰特准数Pri 变化不大，可以认为是常数，则关联式的形式简化为： Nui?AReiPr （4-7） i m 这样通过实验确定不同流量下的 Rei 与 Nui，然后用线性回归方法确定 A 和 m 的值。 三、实验装置 实验设备： 如图 2-2 所示，实验装置的主体是两根平行的套管换热器，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固定。实验的蒸汽发生釜为电加热釜，内有 2 根螺旋形电加热器，用 200 伏电压加热（可由固态调压器调节） 。蒸汽上升管路，使用三通和球阀分别控制蒸汽进入两个套管换热器。 空气由 XGB-2 型旋涡气泵吹出，由旁路调节阀调节，经孔板流量计，由支路控制阀选择不同的支路进入换热器。管程蒸汽由加热釜发生后自然上升，经支路控制阀选择逆流进入换热器壳程，由另一端蒸汽出口自然喷出，达到逆流换热的效果。 实验的测量手段 空气流量的测量 空气主管路由孔板与差压变送器和二次仪表组成空气流量计，孔板流量计为标准设 计，其流量计算式为： Vt0? ?P ?t （4-8） 图 4-1 对流传热系数测定实验装置流程图 1普通套管换热器；2内插有螺旋线圈的强化套管换热器；3蒸汽发生器；旋涡气泵； 5旁路调节阀；6孔板流量计；7强化管入口温度计；8、9空气支路控制阀；10、11蒸汽支路控制阀；12、13蒸汽放空口；14强化管出口温度计；15紫铜管；16加水口；17放水口；18液位计；19热点偶温度测量实验测试点接口；20普通管入口温度计；21普通管出口温度计 式中：?P孔板流量计两端压差，KPa； t0流量计处温度（本实验装置为空气入口温度） ，； 0t0 时的空气密度，kg/m3。 由于被测管段内温度的变化，还需对体积流量进行进一步的校正： Vi?Vt? 273?tm （4-9） 273?t0 温度的测量 实验采用铜-康铜热电偶测温，温度与热电势的关系为： T()=+E(mv) （4-10） 图 4-2 传热实验中冷流体进出口温度及壁温的测量线路图四、实验方法 1.实验前的准备,检查工作. (1) 向电加热釜加水至液位计上端红线处。 (2) 向冰水保温瓶中加入适量的冰水,并将冷端补偿热电偶插入其中。(3) 检查空气流量旁路调节阀是否全开。(4) 检查蒸气管支路各控制阀是否已打开。保证蒸汽和空气管线的畅通。 (5) 接通电源总闸，设定加热电压，启动电加热器开关，开始加热。 2. 实验开始. (1)一段时间后水沸腾,水蒸汽自行充入普通套管换热器外管，观察蒸汽排出口有恒量蒸汽排出，标志着实验可以开始。 (2) 约加热十分钟后,可提前启动鼓风机,保证实验开始时空气入口温度 ti1 ()比较稳定。 (3) 调节空气流量旁路阀的开度,使压差计的读数为所需的空气流量值(当旁路阀全开时,通过传热管的空气流量为所需的最小值,全关时为最大值)。 (4)稳定 5-8 分钟左右可转动各仪表选择开关读取t1,t2,E 值。(注意：第 1 个数据点必须稳定足够的时间) (5) 重复(3)与(4)共做 710 个空气流量值。(6) 最小,最大流量值一定要做。 (7) 整个实验过程中,加热电压可以保持(调节)不变,也可随空气流量的变化作适当 的调节。 3转换支路，重复步骤 2 的内容，进行强化套管换热器的实验。测定 710 组实验数据。 4 实验结束. (1)关闭加热器开关。 (2) 过 5 分钟后关闭鼓风机,并将旁路阀全开。(3) 切段总电源 (4) 若需几天后再做实验,则应将电加热釜和冰水保温瓶中的水放干净。 五、报告内容 在双对数坐标系中绘制 Re 的关系图。 求出准数关联式中的 m、A。 测定流体在强化套管换热器的对流传热系数?i，并于普通管进行比较。 六、思考题 1 强化传热的途径有哪些？ 2 本实验中壁面温度接近空气温度还是蒸汽温度？为什么？ 七、实验结果 1实验数据表 表 1 普通管实验记录 表 2 强化管实验记录篇二：对流传热系数的测定实验报告 浙江大学 化学实验报告 课程名称：过程工程原理实验甲 实验名称：对流传热系数的测定 指导教师： 专业班级： 姓名： 学号： 同组学生： 实验日期： 实验地点： 目录一、实验目的和要求 (转 载 于: 小 龙文 档 网:传热系数测定心得体会). 2 二、实验流程与装置 . 2 三、实验内容和原理 . 3 1.间壁式传热基本原理 . 3 2.空气流量的测定 . 5 3.空气在传热管内对流传热系数 的测定 .5 牛顿冷却定律法 . 5 近似法 .6 简易 Wilson 图解法 . 6 4.拟合实验准数方程式 . 7 5.传热准数经验式 . 7 四、操作方法与实验步骤 . 8 五、实验数据处理 . 9 1.原始数据： . 9 2.数据处理 . 9 六、实验结果 . 12 七、实验思考 . 13 一、 实验目的和要求 1）掌握空气在传热管内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； 2）把测得的数据整理成 ?=A? 形式的准数方程，并与教材中公认 经验式进行比较； 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、 实验流程与装置 本实验流程图（横管）如下图 1 所示，实验装置由蒸汽发生器、孔板流量计、变频器、套管换热器（强化管和普通管）及温度传感器、只能显示仪表等构成。 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换热交换，不凝气或未冷凝蒸汽通过阀门（F3 和 F4）排出，冷凝水经排出阀（F5 和 F6）排入盛水杯。空气由风机提供，流量通过变频器改变风机转速达到自动控制，空气经孔板流量计进入套管换热器内管，热交换后从风机出口排出。 注意：普通管和强化管的选取：在实验装置上是通过阀门（F1 和 F2）进行切换，仪表柜上通过旋钮进行切换，电脑界面上通过鼠标选择，三者必学统一。 图 1 横管对流传热系数测定实验装置流程图 图中符号说明如下表： 三、实验内容和原理 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、热流体之间有一固体壁面，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，水蒸气和空气通过紫铜管间接换热，空气走紫铜管内，水蒸气走紫铜管外，采用逆流换热。所谓加强管，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，是换热效果更明显。 1.间壁式传热基本原理 如图 2 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组成。 图 2 间壁式传热过程示意图间壁式传热元件，在传热过程达到稳态后，有： Q=?1?1 ?1?2 =?2?2 ?2?1 =?1?1(?)?=?2?2(?)? =KA?(1) 热流体与固体壁面的对流平均温差可由（2）式计算： (?)?= ?1?1 ?(?2?2) ln2?2 （2） 固体壁面与冷流体的对数平均温差可由（3）式计算：(?)?= ?1?1 ?(?2?2) ln2?2 3） 热、冷流体的对数平均温差可由（4）式计算： ?= ?1?2 ?(?2?1) ln121 （4） 式中：Q -热流量，J/s； ?1,?2-分别为热、冷流体的质量流量，kg/s ?1，?2-分别为定性温度下热、冷流体的比热，J/(kg) ?1，?2-分别为热流体的进出口温度， ?2，?1-分别为冷流体的进出口温度， ?1，?2-分别为热、冷流体与固体壁面的对流传热系数，W/(?2) ?1，?2-分别为热、冷流体的传热面积，?2 (?)?，(?)?-分别为热、冷流体与固体壁面的对数平均温差， K-以传热面积 A 为基准的总传热系数，W/(?2) 篇三：传热系数测定实验报告模板 传热系数的测定 一、实验目的1. 掌握传热系数 K、给热系数?和导热系数?的测定方法。 2. 比较保温管、裸管、汽水套管的传热速率，并进行讨论。 3. 掌握热电偶测温原理及相关二次仪表的使用方法。 二、实验原理 根据传热基本方程、牛顿冷却定律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 以及各相关温度，即可算出 K、?和?。 （1）测定汽-水套管的传热系数 K W/(m2C) K? 式中：A传热面积，m2； C； ?tm冷、热流体的平均温差，Q传热速率，W； Q A?tm Q?W 汽 r 式中：W 汽为冷凝液流量（kg/s） ， r汽化潜热（J/kg） 。 （2）测定裸管的自然对流给热系数 W/(m2C) ? Q A(tw?tf) 式中：tW，tf壁温和空气温度，C。 （3）测定保温材料的导热系数 W/(m2C) ? Qb Am(TW?tW) 式中：q热通量，W/m2 TW，tW保温层内、外两侧的温度，C； b保温层的厚度，m； Am保温层内外壁的平均面积，m2。 三、实验装置与流程 该装置主体设备为“三根管”：汽水套管、裸管和保温管。这“三根管”与锅炉、汽包、高位槽、智能数字显示控制仪等组成整个测试系统。 工艺流程为：锅炉内加热的水蒸气送入汽包，然后在三根并联的紫铜管内同时冷凝，冷凝液由计量管或量筒收集。三根紫铜管外情况不同：一根管外用珍珠岩保温；另一根为裸管；还有一根为-套管式换热器，管外有来自高位槽的冷却水。可定性观察到三个设备冷凝速率 的差异，并测定 K、?和?。1. 各种设备的尺寸： （1）汽-水套管： 内管均为?16紫铜管； 套管为 ?343 不锈钢管； 管长 L= m； （2）裸管： 传热管为?16紫铜管； 管长 L= m； （3）保温管： 外管为?605 有机玻璃管； 内管为?16紫铜管； 管长 L= m； 2. 锅炉加热功率：06 kW。 3. 冷却水流量：0160 L/h。 4. 温度测量采用铜-康铜热电偶，二次仪表采用 DS系列智能数字显示控制仪。 四、实验步骤与注意事项 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. 打开锅炉进水阀，加水至液面计高度的 2/3。 3. 将电热棒接上电源，并将调压器从 0 调至 220 V，满功率加热，待有蒸汽后时，再将加热功率调至适宜值（0V 左右） 。 4. 打开套管换热器冷却水进口阀，调节冷却水流量为某一值并记录，注意该值应与加热功率相匹配的。 5. 待过程稳定（即热电偶 15 和 16 的温度相近）后，同时测量汽水套管、裸管、保温管单位时间内的冷凝液量、室温及各相关热电偶 116 读数。 6. 重复步骤 5，至少测三组数据，直至数据重复性较好。 7. 实验结束，切断加热电源，关闭冷却水阀。 注意事项： 1. 实验中注意观察锅炉水位，使液面不低于其 1/2高度。 2. 注意系统不凝气及冷凝水的排放情况。 3. 锅炉水位靠冷凝回水维持，应保证冷凝回水畅通。五、数据处理 1. 原始数据 （1）室温测定 实验前：C 实验后：C （2）流量测定：/h （3）冷凝液量数据记录（单位：mL/min） （4注：由于序号为 2 的组保温管测量数据偏小，故在处理时舍弃第 2 组数据。 2. 数据处理 （1）Q 的计算 利用 Q?W 汽 r 计算，查表 100 C 下水的汽化潜热为/kg，此温度下水的密度为 kg/m3，换算公式为 1mL/min = 10-5kg/s，由此可得出 Q 的计算式 Q?(W) 计算结果已在表中列出。 （2）K 的计算 汽-水套管的内管为?16紫铜管，管长 L= m，则传热面积 A?doL?， 冷却水进出口温度分别为热电偶 14、13 的读数，水蒸气进出口温度均取热点偶 16 的读数，则进出口冷流体温差 ?tc?t16?t14， 进出口热流体温差 ?th?t16?t13， 冷、热流体的平均温差 ?tm? 传热系数 ?tc?th ， ?tcln?th K? 计算结果见下表： Q， A?tm K（3） 的计算 裸管为?16紫铜管，管长 L= m，则传热面积 A?doL? 2，壁温 tw 取热电偶 7、8、9 温度的平均值，空气温度tf?C。 代入相关数据到公式? Q 中即可得出计算结果，列表如下： A(tw?tf) 的平均值为C)。 （4） 的计算 保温管的外管为?605 有机玻璃管，内管为?16紫铜管，管长 L= m，则保温层的厚度 b=17mm，则保温层内外壁的平均面积 d?d1 Am?L2?， dln2 d1 取保温层内侧温度 TW 为热电偶 4、5、6 的平均值，保温层外侧温度 tW 为热电偶 1、2、3 的平均值。将相关数据代入到?Qb 中进行计算，结果如下表： Am(TW?tW) 最小。六、思考题 （1）观察并比较三根传热管的传热速率，说明原因。汽-水套管的传热系数最大，裸管自然对流给热系数较小，保温材料的导热系数最小。 由于汽水套管利用冷却水强制对流，使内壁直接与蒸汽进行热传导，由于套管外的?i 在所有实验材料中最大，根据 K? 1 ?i ? 1 dido?o ? b ，其传热系数最大，同时热阻最小，故也有 ? 最大的传热速率。 裸管管壁与空气接触，属于自然对流，而空气的传热能力比较差，故裸管的对流给热系数较小，同时热阻相对于汽-水套管较大，传热速率相对较小。 珍珠岩导热系数很小，使得传热速率很小，保温效果很好。 （2）在测定传热系数 K 时，按现实验流程，用管内冷凝液测定传热速率与用管外冷却水测定传热速率哪种方法更准确？为什么？如果改变流程，使蒸汽走环隙