氣汽對(duì)流傳熱系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)

1、氣-汽對(duì)流傳熱系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)一、儀器設(shè)備簡(jiǎn)介流程如圖，冷空氣由風(fēng)機(jī) 13，經(jīng)孔板流量計(jì)11計(jì)量后，進(jìn)入換熱器內(nèi)管，并與套管環(huán) 隙中蒸汽換熱?？諝獗患訜岷?，排入大氣?？諝獾牧髁靠捎每刂崎y9調(diào)節(jié)。1、蒸汽發(fā)生器2、蒸汽管3、補(bǔ)水口 4、補(bǔ)水閥 5、排水閥6、套管換熱器 7、放氣閥8、冷凝水回流管9、空氣流量調(diào)節(jié)閥10、壓力傳感器 11、孔板流量計(jì)12、空氣管13、風(fēng)機(jī)二、試驗(yàn)?zāi)康?、任?wù)1、掌握傳熱膜系數(shù) a及傳熱系數(shù)K的測(cè)定方法。2、 通過實(shí)驗(yàn)掌握確定傳熱膜系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式中的系數(shù)A和指數(shù)m、n的方法。3、 通過實(shí)驗(yàn)提高對(duì) a準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的理解，并分析影響a的因素，了解工程上強(qiáng)化傳熱 的措施。三、實(shí)驗(yàn)

2、原理及步驟1、實(shí)驗(yàn)原理：對(duì)流傳熱的核心問題是求算傳熱膜系數(shù)a,當(dāng)流體無相變式對(duì)流傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的一般形式為：Nu=A - Rem Prn Grp對(duì)于強(qiáng)制湍流而言，Gr準(zhǔn)數(shù)可以忽略，故Nu=A Rem Prn本實(shí)驗(yàn)中，可用圖解法和最小二乘法計(jì)算上述準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式中的指數(shù)m、n和系數(shù)A。用圖解法對(duì)多變量方程進(jìn)行關(guān)聯(lián)時(shí)，要對(duì)不同變量Rem和Pr分別回歸。本實(shí)驗(yàn)可簡(jiǎn)化上式，即取n=0.4 (流體被加熱)。這樣，上式即變?yōu)閱巫兞糠匠?，在兩邊取?duì)數(shù)，既得到 直線方程：lg(Nu/Pr0.4)=lgA+mlgR e在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)中作圖，找出直線斜率，即為方程的指數(shù)m。在直線上任取一點(diǎn)的函數(shù)值帶入方程式中，則可得到

3、系數(shù)A，即A=Nu/(P r0.4 Rem)用圖解法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)確定直線位置有一定的人為性。而用最小二乘法回歸，可以得 到最佳關(guān)聯(lián)式。應(yīng)用微機(jī)，對(duì)多變量方程進(jìn)行一次回歸，就能同時(shí)得到A、m、n。對(duì)于方程的關(guān)聯(lián)，首先要有Nu、Re、Pr的數(shù)據(jù)組。其準(zhǔn)數(shù)定義式分別為：Re=du p / (I , Pr=cp (I / 入，Nu= a d/ 入實(shí)驗(yàn)中改變空氣的流量以改變 Re 準(zhǔn)數(shù)的值。根據(jù)定性溫度(空氣進(jìn)出口溫度的算術(shù)平 均值)計(jì)算對(duì)應(yīng)的Pr準(zhǔn)數(shù)值。同時(shí)，有牛頓冷卻定律，求出不同流速下的傳熱膜系數(shù) a值。 進(jìn)而算得 Nu 準(zhǔn)數(shù)值。牛頓冷卻定律：Q=a Am At式中：a 專熱膜系數(shù)，w/m2 :C

4、 被加熱流體體積流量， m3/sQ 傳熱量， wA 總傳熱面積，m2, A=ndAtm 管壁溫度與管內(nèi)流體溫度的對(duì)數(shù)平均溫差，C 傳熱量 Q 可由下式求得：Q=W Cp(t2-ti)/3600= pV Cp(t2-ti)/3600式中：w質(zhì)量流量，kg/h;Cp流體定壓比熱，J/kg C ; t2、t1流體進(jìn)、出口溫度，C ； p性溫度下流體密度，kg/m3;V 流體體積流量，m3/h。 流量測(cè)量：測(cè)定孔板壓降 R(Pa)，查孔板Q R流量曲線。2、實(shí)驗(yàn)步驟：(1) 實(shí)驗(yàn)開始前，先弄清配電箱上個(gè)按鈕與設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以使正確開啟按鈕。(2) 檢查蒸汽發(fā)生器中水位，使其保持在水罐高度的1/22/

5、3。( 3)打開總電源開關(guān)，看其是否正常。( 4)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)， 關(guān)閉蒸汽發(fā)生器補(bǔ)水閥， 啟動(dòng)風(fēng)機(jī)， 并接通蒸汽發(fā)生氣的加熱電源， 打開放氣閥排氣。( 5)將空氣流量控制在某一值，待數(shù)值穩(wěn)定后記錄(溫度值和壓差計(jì)讀數(shù))。改變空氣流量(8 10次),重復(fù)實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)。( 6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先停蒸汽發(fā)生器電源，再停風(fēng)機(jī)，清理現(xiàn)場(chǎng)。 實(shí)驗(yàn)前，務(wù)必使蒸汽發(fā)生器液位合適，液位過高，則水會(huì)溢入蒸汽套管；過低，則可能燒毀加熱器。 調(diào)解空氣流量時(shí)，要做到心中有數(shù)，為保證湍流狀態(tài)，壓差計(jì)讀數(shù)不應(yīng)從0開始。實(shí)驗(yàn)中要合理取點(diǎn)，以保證數(shù)據(jù)點(diǎn)均勻。 每改變一個(gè)流量后，等讀數(shù)穩(wěn)定后再測(cè)取數(shù)據(jù)。 排除空氣等不凝性氣體，實(shí)驗(yàn)過

6、程中定期排放。 開風(fēng)機(jī)前先開旁路閥值最大，風(fēng)機(jī)不要在出口閥關(guān)閉下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。四、基本要求1 、每組五個(gè)學(xué)生要分工協(xié)調(diào)配合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2、掌握對(duì)流傳熱系數(shù)的測(cè)定方法；用測(cè)定的對(duì)流傳熱系數(shù)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)通用的對(duì)流傳熱準(zhǔn) 數(shù)關(guān)聯(lián)式；了解通過實(shí)驗(yàn)得到描述過程規(guī)律經(jīng)驗(yàn)公式的方法；了解強(qiáng)化傳熱過程的措施。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、重點(diǎn)、難點(diǎn)1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：掌握傳熱膜系數(shù) a及傳熱系數(shù)K的測(cè)定方法2、 重點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)提高對(duì) a準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的理解，并分析影響a的因素，了解工程上 強(qiáng)化傳熱的措施。難點(diǎn)：分析影響a的因素，了解工程上強(qiáng)化傳熱的措施。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基本要求1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：設(shè)備編號(hào)；儀表常數(shù)孔板壓差R/ Pa管壓降A(chǔ)P/Pa溫

7、度C備注壁溫1壁溫2空氣進(jìn)口空氣出口2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：(1) 確定傳熱膜系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式中的系數(shù) A和指數(shù)m、n;(2) 求出傳熱膜系數(shù) a及傳熱系數(shù)K。七、成績(jī)?cè)u(píng)定1、成績(jī)?cè)u(píng)定方法：(1) 、正常情況下的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)應(yīng)按學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)報(bào)告三個(gè)方面 綜合評(píng)定，各項(xiàng)所占比列情況見下表。項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)操作紀(jì)律實(shí)驗(yàn)報(bào)告百分比%402040(2) 、實(shí)驗(yàn)成績(jī)按優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定，(3) 、有下列情況之一者，沒有實(shí)驗(yàn)成績(jī)或成績(jī)不及格。A、不參加實(shí)驗(yàn)者；B、沒有完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告者；C、報(bào)告內(nèi)容過于簡(jiǎn)單、錯(cuò)誤顯著者；或抄襲者。(4) 、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，其學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)可視為平時(shí)(作業(yè))成績(jī)。2、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：(1) 、操作認(rèn)真、無誤；遵守紀(jì)律；實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容翔實(shí)、語言規(guī)范；問題分 析透徹、明了；對(duì)實(shí)驗(yàn)掌握好。可給優(yōu)；(2) 、操作認(rèn)真、無誤；遵守紀(jì)律；實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)容翔實(shí)、語言規(guī)范；問題 分析比較透徹、；對(duì)實(shí)驗(yàn)掌握較好?？山o良；(3) 、操作較認(rèn)真、無誤；較遵守紀(jì)律；實(shí)驗(yàn)報(bào)告符合要求、內(nèi)