传热膜系数实验报告

1、化学原理实验报告实验三传热膜系数测量实验实验日期：2015年12月30日上课：学生姓名：学号：同一组：报告摘要利用牛顿冷却规律作为对流换热实验的测试原理，该实验通过建立蒸汽-空气传热系统、普通管换热器和强化管换热器强制对流换热的多个系统的传热系统进行。确定了相应条件下冷却流体对流换热膜系数的相关性。该实验方法可以测量蒸汽冷凝膜系数和管内对流换热系数。使用由风扇、孔板流量计、蒸汽发生器等组成的自动化装置，将空气测量到内部管、蒸汽槽隙、孔板压降、进口/出口温度和两壁温度，计算传热膜系数，在传热膜系数准数关系中映射系数a和指数m(n得到0.4)，得到了半经验相关性实验还将混合器添加到内管，提高了传热

2、，并重新测量了、a和m。二、目的和任务1.掌握传热膜系数和传热系数k的测定方法。2.实验掌握了传热膜系数准直关系中系数a和指数m的确定方法。了解如何提高工程中的传热。三、基本原理对流换热的核心问题是流体不变时对流换热准水关系的一般形式传热膜系数的计算。强制湍流的情况。Gr数可以忽略。也就是说在本实验中，可以通过图形方法和最小二乘法计算上述准-数关系中的指数m、n和系数a。以图形方式关联多重变数方程式时，必须分别回归其他变数Re和Pr。这个实验简化了常识。即n=0.4(流体被加热)。这样，常识就变成了单变量方程，两边取代数，直线方程如下在双对数坐标中绘制的线的斜率为方程的指数m。从直线中获取函数

3、值，然后导入到表达式中，系数a，即使用图形方法根据实验点确定直线位置具有一定的人为特性。使用最小二乘回归可以获得最佳相关结果。应用计算机辅助手段对多变量方程进行一次回归，可以成为路a，m，n。方程式的关联必须先具有Nu、Re、Pr的资料群组。特征数定义如下，通过更改实验中空气的流动来更改Re值。其Pr值是根据正常温度(进气、出口温度的算术平均值)计算的。牛顿的冷却定律通过从不同流速中求出传热膜值来求出Nu值。牛顿的冷却定律Q=Atm传热膜系数，w/(m2 .c)；Q散热，w；A总传热面积，m2；tm 壁温和管内流体温度的对数平均温差，c穿热的话，下面可以买到W质量流量，kg/h；Cp流体的非压

4、力热容量，j/(kg .c)；T1、t 23354流体入口，出口温度，c；3354定性温度下的流体密度，kg/m3；Vs流体体积流量，m3/h；空气的体积流量是使用孔口流量计和孔口流量计的差压p之间的关系测量的Vs=26.2p0.54类型p孔板流量计压降，kPa；Vs气流，m3/h四。实验过程图1.设备说明这个实验空气管，蒸汽打击环间隙。内部管道的管道直径为109(252)mm，有效长度为1.25m。空气进出口温度和壁温度分别用铂电阻和热电偶测量。测量空气进出口温度的铂电阻应位于出入管的中央。壁温测量用铂电阻和热电偶固定在各管外壁的两端。孔板流量计的差压由差压传感器测量。用于实验的蒸汽发生器由

5、具有玻璃液位计、加热功率为1.5千瓦的不锈钢材料制成。风扇使用XGB旋流气体泵，最大压倍17.50kPa，最大流量100 m3/h。2.收集系统说明(1)压力传感器本实验装置是使用ASCOM5320倍传感器测量0-20k pa的范围。(2)显示仪表在这个实验中，所有温度和差压都由人工智能设备读取，例如孔板压降、进出口温度、壁温等。3.进程说明8流程图如下所示：345612111101312971、风扇2、孔板流量计3、空气流量调节阀补充端口4、空气入口温度测量点5、空气出口温度测量点6、水蒸气入口壁温度7、套管换热器8、暴风雪阀9、凝结水回流管10、蒸汽发生器11、补充漏斗12、补充阀13、排

6、水阀，五、实验操作要点1.在开始实验之前，先弄清配电盒上每个按钮和设备的对应关系，以便正确地打开按钮。2.检查蒸汽发生器的水位，使其停留在水壶高度的1/2-2/3。3.打开总电源开关。4.实验开始时，关闭蒸汽发生器供水阀，启动风扇，连接蒸汽发生器的加热电源，打开阀门。用值控制气流。记录数据，更改气流(10套数据)，重复实验，记录数据，直到仪器数值稳定。6.实验结束后，首先停止蒸汽发生器的电源，然后立风扇清理现场。六、实验数据处理1.原始数据记录如下传热膜系数测量原始数据表(直管传热)D=0.02m，l=1.25m频率ft收入/ct出口/c壁温t1/c壁温T2/cp孔/kpap管/kpa5035

7、.664.1101.1100.14.254636.465101100.13.634235.765.1101100.23.043834.364.8101100.22.513432.964.4101.3100.32.033029.764.3101.1100.41.571.912527.964.2101.1100.41.091.342026.864.6101100.40.710.861525.865.2100.9100.40.40.54传热膜系数测量原始数据表(混合器)频率ft收入/ct出口/c壁温t1/c壁温T2/cp孔/kpap管/kpa5037.479.2101100.11.664538.98

8、0.4101.1100.11.354038.780.9101.1100.21.083537.581.2101.1100.30.833035.981.5101.1100.30.622534.181.8101100.30.432032.482.3101.1100.40.261.821530.583101.1100.50.151.042.数据处理传热膜系数测量和计算数据表(物理计算)Cp=1005J/(Kg)。K) d=0.02m，l=1.25m热导率定性温度密度粘度流量(W/m.K) TM/c(kg/m3)(Pa.s)Qv(m3/h)0.02821949.851.14691.9593E-0557.

9、230997250.028264850.701.14411.9635E-0552.559456880.028242650.401.146550.0000196247.75875100.028179749.551.151451.9578E-0543.065064390.028113148.651.156351.9533E-0538.40585160.02799147.001.167550.0000194533.426207410.027920746.051.173851.9403E-0527.44805880.027894845.701.17771.9385E-0521.776134970.02

10、78845.501.18121.9375E-0515.97400024传热膜系数测定计算数据表(准计算)流速对数平均推力传热膜系数NuRePrNu/Pr0.4U(m/s) TM阿尔法50.62897849.287322134.977295.7220605959274.084870.698196309110.5149546.49633548.359093126.4713289.4903372354185.339110.698153711103.3226942.2443248.64762117.6862383.3395178449379.293160.69816872496.2232738.097

11、19149.408586108.8582977.260073244813.699660.698213989.19907733.97167850.41618698.66742470.193201324023.371520.69825677481.03805129.57024751.75915192.77809566.29375753551.020140.69834038876.52972124.2872252.5464579.15525456.700495329380.850220.69838909865.4524619.26409752.68817765.4316746.91316672345

12、7.094910.69840705154.15658914.13128152.65418850.21047536.0189919817230.316720.69841731441.58102传热系数相关计算(以第一组数据为例):空气定性温度：t=流量计算： qv=m3/h空气密度计算：=1.1469千克/m3空气粘度计算：=Pa.s空气导热系数计算：=W/m.K代数平均温差计算： TM=c传热系数：流速um/s努塞尔数普朗克数雷诺数加强与后期相关的数据处理强化传热膜系数测量和计算数据表(物理计算)D=0.02m，l=1.25m热导率定性温度密度粘度流量(W/m.K) TM/c(kg/m3)(P

13、a.s)Qv(m3/h)0.02882758.31.14060.00002001534.447654680.02892759.651.133552.00825E-0530.809278380.02893859.81.136050.0000200927.31787160.02890559.351.140252.00675E-0523.692094770.02885758.71.145850.00002003520.239174910.02880157.951.152151.99975E-0516.610176880.02875757.351.15811.99675E-0512.658635630

14、.02871356.751.164451.99375E-059.40568059强化传热膜系数测量和计算数据表(准计算)D=0.02m，l=1.25m流速对数平均推力传热膜系数NuRePrNu/Pr0.4U(m/s) TM阿尔法30.47308338.369458152.22205105.610010734732.438750.697781089121.9627.255236.964996139.6569796.5588129308817.07120.697716415111.510624.16117136.728984126.7783287.6200484327235.333770.6977

15、0956101.1890920.95903636.993158113.4899778.5264557823818.155010.69773048890.68612617.90443637.310955100.7959269.8593895520479.958520.69776179980.67554214.6940737.65282286.21801959.87009215616931.88940.69779792969.13915611.19836837.93566268.5779847.69443053129989.939090.697826686955.0767868.320672438.06917553.72829137.42501007729721.8840430.69785589943