传热实验实验报告

传热实验实验报告一、实验目的1、 研究传热试验设备上三种管的传热系数K。2、研究设备的结构特点以及实验数据，定量描述保温管、裸管、汽水套管的传热特性。3、研究流量改变对总传热系数的影响，并分析哪一侧流体流量是控制性热阻，如何强化传热过程。二、实验原理根据传热基本方程、牛顿冷却定律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,a和九测定汽-水套管的传热系数K(W/(m2.。0)：Q=7式中：A——传热面积，m2；At——冷、热流体的平均温度，°C；Q——传热速率，mW。Q=叫气r式中：W汽——冷凝液流量，kgls;r——冷凝液汽化潜热，J/kg。测定裸管的自然对流给热系数a(W/(m2.C))：Q=aA(tw-P式中：t,tf 壁温和空气温度，C。wf测定保温材料的导热系数X(W/(m・C))：Q=AA(T-1)/bmww式中：Tw,tw 保温层两侧的温度，C；b 保温层的厚度，m；Am 保温层内外壁的平均面积，m2。三、实验装置与流程实验装置：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。

热，通过测量蒸汽冷凝量、壁温、水温及空气的温度等参数，推算出保温管的导热系数、裸管和套管的对流传热系数。（2）实验流程：锅炉内加热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，冷凝液有计量管或量筒收集，以测冷凝液速率。三根紫铜管外情况不同：一根管外用珍珠岩保温；另一根是裸管；还有一根为一套管式换热器，管外是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、a和九（3）设备主要技术数据：1）传热管参数：各设备结构尺寸如下：（mm）保温管裸管汽-水传热管内管内径di131313内管外径do161616管长750730600外管外径Do34外管内径Di282） 温度测定：空气、水温度及传热管壁温测量全部采用铜-康铜热电偶温度计测量，温度T（C）由数字仪表显示。3） 冷凝液的计量采用试管与烧杯读数。四、实验步骤熟悉设备流程，检查个阀门的开关情况，排放汽包中的冷凝水。打开加热器进水阀，加水至液面计高度的2/3后关闭进水阀。将电热棒接上电源，并将调压器电压从0调至200V待有蒸汽后，将变压器电压调制220V。(4)有蒸汽后，打开套管换热器冷却水进口阀，调节冷却水流量为某一值。(5)待传热过程稳定后，分别测量汽-水套管、裸管和保温管单位时间的冷凝流量、壁温、水温及空气温度。(6)重复进行步骤(5)，直至数据重复性较好为止。(7)实验结束后，切断加热电源，关闭冷却水阀。五、实验数据(1)环境条件实验前气温/°C20.2实验后气温/°c23.22)数据表格实验序号123冷凝液量g/s裸管冷凝水体积(mL)5.726.785.80测量时间/s150140100保温管冷凝水体积(mL)4.605.003.19测量时间/s190150120汽-水套管冷凝水体积(mL)54.067.854.4测量时间/s606060冷却水流量(L/h)43.465.532.0各裸管外壁温度197.597.697.4外壁温度297.397.397.3外壁温度396.696.596.4保温管外壁温度198.298.298.1外壁温度298.098.198.0外壁温度398.198.198.1

测温占八、、温度读数C内壁温度145.952.755.0内壁温度244.851.253.0内壁温度341.548.850.7汽-水套管冷却水入口温度21.221.221.4冷却水出口温度63.354.274.0套管内壁温度190.988.293.4套管内壁温度286.083.588.0套管内壁温度382.581.882.0套管出口温度95.294.595.7气包温度98.097.897.8六、实验数据处理（1）测定汽-水套管的传热系数K首先使用第一组数据运算近似使用100°C时水的汽化潜热为2256.5kJ/kg冷却水进水温度qqqqC出口温度均值 qqqqC蒸汽进入温度qqqq°C离开温度 qqqqC（认为仅发生冷凝）则qqqq°C内管内径，外径，则传热面积同理，使用另外两组平行数据可计算得到K值分别为取三组均值得°C计算裸管的自然对流给热系数首先使用第一组数据进行运算近似使用100°C时水的汽化潜热为2256.5kJ/kg外壁平均温度为 CKKKKC空气实验前后平均温度为 CKKKKC裸管内径，外径，则传热面积同理，使用另外两组数据计算得到为取均值得测定保温材料的导热系数2首先使用第一组数据进行运算近似使用100C时水的汽化潜热为2256.5kJ/kg保温层内壁平均温度为保温层外壁平均温度为°CTTTT°C保温层厚度，保温层内径，外径保温层内外壁平均面积导热系数为C同理，使用另外两组数据计算得到为C、C取均值得C综上所算，结果如下：系数名称传热系数KW/（m2.。C）自然对流给热系数a/W/(m2・。C)导热系数入W/(m-oC)计算值156943.600.255七、结果分析对比三种传热管的传热系数，可以发现汽水套管的最大，保温管的最小。究其原因，是因为在汽水套管中，通过对流传热与导热，加之逆流的运行方式，大大增强了冷热流体之间的热交换，因而传热系数值较大；在裸管中只存在自然对流，传热阻力相较更大，对流传热系数也自然较小；而保温管中包裹了保温材料，保温材料的保温原理便在于通过减小导热系数以增加导热热阻，从而降低管道的热损失，实验结果也与这一原理相互印证。但除此之外还