化工原理实验传热实验报告

传热膜系数测定实验(第四组)一、实验目的 1、了解套管换热器的结构和壁温的测量方法 2、了解影响给热系数的因素和强化传热的途径 3、体会计算机采集与控制软件对提高实验效率的作用 4、学会给热系数的实验测定和数据处理方法 二、实验内容 1、测定空气在圆管内作强制湍流时的给热系数 α1 2、测定加入静态混合器后空气的强制湍流给热系数 α1’ 3、回归 α1 和 α1’联式 Nu A Re Pr 中的参数 A、a *4、测定两个条件下铜管内空气的能量损失a 0.4

二、实验原理 间壁式传热过程是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三 个传热过程所组成。由于过程复杂，影响因素多，机理不清楚，所以采用量纲分析法来确定给热系数。 1)寻找影响因素 物性：ρ,μ ,λ,cp 设备特征尺寸：l 操作：u,βgΔT 则：α=f(ρ,μ,λ,cp,l,u,βgΔT) 2)量纲分析 ρ [ML-3],μ [ML-1 T-1],λ[ML T -3 Q-1],cp [L2 T-2 Q-1],l[L] ,u[LT -1], βgΔT [L T-2], α[MT-3 Q-1]] 3)选基本变量(独立，含 M,L,T,Q-热力学温度) ρ,l,μ , λ 4)无量纲化非基本变量 α:Nu=αl/λ u: Re=ρlu/μ cp: Pr=cpμ /λ βgΔT: Gr=βgΔT l 3ρ2/μ 2 5)原函数无量纲化 lu c p g tl 3 2 l F , , 2

6)实验 Nu=ARea Prb Grc 强制对流圆管内表面加热：Nu=ARea Pr0.4 圆管传热基本方程：

Q K 1 A1热量衡算方程：

(T1 t 2 ) (T2 t1 ) K 1 A1 t m T1 t 2 ln T2 t1

Q q m1c p1 (T1 T2 ) q m 2 c p 3 (t 2 t1 )圆管传热牛顿冷却定律：

(t w 2 t1 ) (t w1 t 2 ) (T T ) (T2 Tw2 ) 2 A2 1 w1 t t T T ln w2 1 ln 1 w1 t w1 t 2 T2 Tw2 A2 A1 (Tw2 t w2 ) (Tw1 t w1 ) 圆筒壁传导热流量： Q ln( A2 / A1 ) ln[Tw2 t w 2 ) /(Tw1 t w1 )] Q 1 A1空气流量由孔板流量测量： qv 26.2 P 空气的定性温度：t=(t1+t 2)/2 [℃]0.54

[m3h-1,kPa]

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