化工原理-傳熱膜系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、化工原理-傳熱膜系數(shù)測定實(shí)驗(yàn) 報(bào)告北京化工大學(xué)化工 原理實(shí) 驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期：2015-12-17實(shí)驗(yàn)名稱：_傳熱膜系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)_班 級:_ 化工 1305 班_姓 名:_ 張瑋航_學(xué) 號:2013011132 序號： 11_同組人:_設(shè)備型號：XGB型旋渦氣泵及ASCOM5320型壓力傳感器第4套北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-i -一、實(shí)驗(yàn)摘要首先，本實(shí)驗(yàn)讓空氣走內(nèi)管，蒸汽走環(huán)隙，采 用由XGB型漩渦氣泵風(fēng)機(jī)、ASCOM5320型壓 力傳感器、孔板流量計(jì)、蒸汽發(fā)生器等組成的自 動化程度較高的裝置，由人工智能儀來讀取所有 溫度和壓差等參數(shù)，用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的在 線采集與控制。其次，由所得

2、數(shù)據(jù)分別求得了正常條件和加入 靜態(tài)混合器后的強(qiáng)化條件下的對流傳熱膜系數(shù)a,再通過作圖，使用圖解法確定了傳熱膜系數(shù) 準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式Nu ARemPrn(n=0.4)中的系數(shù)A和指 數(shù)m后，在雙對數(shù)坐標(biāo)紙中作出了Nu / Pr0-Re的關(guān) 系曲線。最后，整理出了流體在圓管內(nèi)做強(qiáng)制湍流流動 的傳熱膜系數(shù)準(zhǔn)數(shù)半經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，并與公認(rèn)的關(guān) 聯(lián)式進(jìn)行了比較。關(guān)鍵詞：傳熱膜系數(shù)K、雷諾數(shù)Re、努賽 爾準(zhǔn)數(shù)Nu、普朗特?cái)?shù)Pr、圖解法二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握傳熱膜系數(shù)a及傳熱系數(shù)K的測定方法：(1) 測定空氣在圓管內(nèi)作強(qiáng)制湍流時(shí)的給熱系北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-2 -(2) 測定加入靜態(tài)混合器后空氣的強(qiáng)制湍流給

3、熱系數(shù)ai2、通過實(shí)驗(yàn)掌握確定傳熱膜系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式中 的系數(shù)A和指數(shù)m n的方法；3、通過實(shí)驗(yàn)提高對準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式的理解，將實(shí)驗(yàn) 所得結(jié)果與公認(rèn)的關(guān)聯(lián)式進(jìn)行比較， 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)原理間壁式傳熱過程可分為三個過程：第一、由 熱流體對固體壁面的對流傳熱，第二、固體壁面 的熱傳導(dǎo)，第三、固體壁面對冷流體的對流傳熱。 當(dāng)流體無相變時(shí)的對流傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式可由量 綱分析法寫為：Nu ARemPrnGrp對于強(qiáng)制湍流而言，Gr數(shù)可忽略，進(jìn)行簡化后：Nu ARemPrn在本文中，采用Excel軟件對上述準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式中的指數(shù) m、n 和系數(shù) A 進(jìn)行 計(jì)算機(jī)求解。采用雙對數(shù)坐標(biāo)作

4、圖，利用幕函數(shù)函數(shù)形式對數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，即 可很好的求解出自變量 lg Re 對|g% 的線性關(guān)系，直接得到其幕函數(shù)關(guān)系的解Pr.析式。該方法中，要求對不同變量的Re和Pr分別回歸。本實(shí)驗(yàn)測取流體被加熱 過程中的各參數(shù)，因而上述式子中的n 0.4，這樣式(2)便成為單變量方程，兩 邊同時(shí)去對數(shù)得：Nulg活lgA mlgRe首先定義三個無量綱數(shù)群：Nu、Re、Pr的數(shù)據(jù)組。其特征數(shù)定義式分別北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-3 -實(shí)驗(yàn)中通過改變空氣的流量，以改變Re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)算相應(yīng)的Pr值。同時(shí)，由牛頓冷卻定律，求出不同流速下 的傳熱膜系數(shù)值，進(jìn)而求得Nu

5、的值。在圓管中，有傳熱基本方程：在圓管中，有傳熱牛頓冷卻定律:Qi汕w2ti)(twit2)2艸Twi)(T2Tw2)tw2tiInTiIn -Twitwit2T2Tw2在圓管 中，有 筒壁傳 導(dǎo) 熱流量QA2Ai(TW2tw2)仃twi)In(A2/AJ InTw2tw2)/(Twitwi)式中 傳熱膜系數(shù)，W m2 ;CQ 傳熱量，WA傳熱面積，A dl， m2由由熱量衡算方程：QqmiCpi(TiT2)qm2Cp3(t2ti)，傳熱量可由下式求得QWcpt2ti/3600VScpt2ti/3600式中W質(zhì)量流量，kg hCp流體的比疋壓熱谷，J kgCti,t2流體進(jìn)出口溫度，C定性溫度

6、下流體密度，m3/hVS流體體積流量，m3/hRe叫PrjuKi(T1t2)(T2ti)t2tiKiAitm北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-4 -四、實(shí)驗(yàn)流程和設(shè)備1、設(shè)備說明圖1傳熱實(shí)驗(yàn)帶控制點(diǎn)的工藝流程1-風(fēng)機(jī)，2-孔板流量計(jì)，3-空氣流量調(diào)節(jié)閥，4-空氣入口測溫點(diǎn)，5-空氣 出口測溫點(diǎn)，6-水蒸氣入口壁溫，7-水蒸氣出口壁溫，8-不凝性氣體放空閥，9-冷凝水回流管，10-蒸汽發(fā)生器，11-補(bǔ)水漏斗，12-補(bǔ)水閥，13-排水閥3北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-5 -本實(shí)驗(yàn)空氣走內(nèi)管，蒸汽走管隙（玻璃管）。內(nèi)管為黃銅管，其內(nèi)徑為0.020m,有效長度為1.25m?？諝膺M(jìn)、出口溫度和管壁溫

7、度分別由鉑電阻（Pt100）和熱電偶測得。測量空氣進(jìn)、出口的鉑電阻應(yīng)置于進(jìn)、出管得中 心。測量管壁溫度用一支鉑電阻和一支熱電偶分別 固定在管外壁兩端。 孔板流量計(jì)的壓差由壓差傳感器測得。本實(shí)驗(yàn)使用的蒸汽發(fā)生器由不銹鋼材料制成，裝有玻璃液位計(jì)，加熱功率為1.5kW。風(fēng)機(jī)采用XGB型漩渦氣泵，最大壓力17.50kPa， 最大流量100mVh。2、 采集系統(tǒng)說明(1)壓力傳感器：本實(shí)驗(yàn)裝置采用ASCOM5320型壓力傳感器，其測量范圍為020kPa。(2)顯示儀表：在實(shí)驗(yàn)中所有溫度和壓差等參數(shù) 均可由人工智能儀表讀取，并實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的在線采 集與控制，測量點(diǎn)分別為：孔板壓降、進(jìn)出口溫 度和兩個壁溫。3、

8、 流程說明本實(shí)驗(yàn)裝置流程圖1所示，冷空氣由風(fēng)機(jī)輸 送，經(jīng)孔板流量計(jì)計(jì)量以后，進(jìn)入換熱器內(nèi)管(銅 管)，并與套管環(huán)隙中的水蒸氣換熱?？諝獗患?熱后，排入大氣?？諝獾牧髁坑煽諝饬髁空{(diào)節(jié)北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-6 -閥 調(diào)節(jié)。蒸汽由蒸汽發(fā)生器上升進(jìn)入套管環(huán)隙， 與 內(nèi)管中冷空氣換熱后冷凝，再由回流管返回蒸汽 發(fā)生器。放氣閥門用于排放不凝性氣體，在銅管 之前設(shè)有一定長度的穩(wěn)定段，用于消除端效應(yīng)。銅管兩端用塑料管與管路相連，用于消除熱效 應(yīng)。五、實(shí)驗(yàn)操作（1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1、先熟悉計(jì)算機(jī)軟件的界面使用和配電箱上各 個按鈕與設(shè)備的對應(yīng)關(guān)系， 檢查蒸汽發(fā)生器中的 水位， 開補(bǔ)水閥， 使其保持在4/5液

9、位計(jì)高度;2、按下本小組的總電源開關(guān)對應(yīng)的加熱、風(fēng)機(jī) 按鈕。檢查空氣出口溫度計(jì)頂端位于中心偏上5mn處；（2）空氣強(qiáng)制對流給熱實(shí)驗(yàn)1、關(guān)閉蒸汽發(fā)生器補(bǔ)水閥，啟動風(fēng)機(jī)，接通蒸 汽發(fā)生器的發(fā)熱電源，保持不凝氣閥開1/2圈, 調(diào)整好熱電偶位置；2、運(yùn)行軟件，修改風(fēng)機(jī)頻率為12Hz左右，使此 時(shí)界面中的孔板壓降提示為“0.20kPa”左右。按采集畫面中的綠色按鈕啟動風(fēng)機(jī)， 待儀表數(shù)值 穩(wěn)定后，記錄數(shù)據(jù)；再每升高1.5至3Hz取一實(shí) 驗(yàn)點(diǎn)，使得管路壓降按實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄表格中北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-7 -的順序和大小進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，總計(jì)進(jìn)行13次直至達(dá)到最大孔板壓降（本實(shí)驗(yàn)中為4.31kPa）3、

10、實(shí)驗(yàn)中， 不斷通過計(jì)算機(jī)軟件的“記錄數(shù)據(jù)” 及“實(shí)驗(yàn)結(jié)果”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的初步處理，由電腦所繪制的擬合曲線來檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否符合 線性關(guān)系，如偏差較小，可認(rèn)為實(shí)驗(yàn)較為成功；（3） 空氣強(qiáng)化傳熱給熱實(shí)驗(yàn)1、 先通過電腦停風(fēng)機(jī)，再將出口溫度計(jì)向上拔 約3cm將靜態(tài)混合器插入管中，并將其固定， 再次調(diào)整好熱電偶溫度計(jì)，將軟件界面調(diào)整為新 的操作環(huán)境。將風(fēng)機(jī)頻率調(diào)回12Hz左右，使此 時(shí)界面中的孔板壓降提示為“0.20kPa”左右。 待儀表數(shù)值穩(wěn)定后，記錄數(shù)據(jù)；再每升高1.5至3Hz取一實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，使得管路壓降按實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù) 記錄表格中的順序和大小進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，總計(jì)進(jìn)行12次直至達(dá)到最大孔板壓降（本實(shí)驗(yàn)中為1.

11、76kPa）;2、 實(shí)驗(yàn)中，不斷通過計(jì)算機(jī)軟件的“記錄數(shù)據(jù)”及“實(shí)驗(yàn)結(jié)果”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的初步處理，由電腦所繪制的擬合曲線來檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否符合線性關(guān)系，如偏差較小，可認(rèn)為實(shí)驗(yàn)較為成功；（4） 實(shí)驗(yàn)結(jié)束實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，按采集畫面的紅色按鈕停風(fēng)機(jī)， 停蒸汽發(fā)生器北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-8 -電源。然后向上拔出口溫度計(jì)，再北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-9 -旋轉(zhuǎn)取出混合器放好， 并將空氣出口溫度計(jì)放回 原位。 清理現(xiàn)場，向蒸汽發(fā)生器內(nèi)補(bǔ)水。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格及計(jì)算舉例表1空氣強(qiáng)制湍流給熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)序號進(jìn)口溫度11/C出口溫度11/C壁 溫1tw,1/C壁 溫2tw,2/C孔板壓降P孔板/k

12、Pa管路壓降P管路/kPa給 執(zhí)八、 、系 數(shù)a1/W?m2?C-1Nu PrReNu/P0.r4Nu/P0.4r標(biāo) 準(zhǔn)值41.300.143 35 48121.462.7101.1100.40.200.229.870 14.5.6251.370.175 4357221.362.7101.1100.30.300.395.970 31.6.12321.262.4101.0100.30.400.5158.943.40.702024349.964.1北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-10 -265.480.226 5570421.262.1100.9100.30.500.612.070 33.3.1

13、370.520.247 6075521.261.8100.9100.20.600.748.170 93.0.4380.590.286 6884621.261.4100.9100.20.800.955.370 28.3.6388.650.320 7592721.461.1100.9100.11.001.179.47008.3.5398.720.364 8310822.260.8100.9100.11.301.506.670 33.62.35107 790.403 9111922.760.6100.9100.11.601.84.3.070 52.01.33117 860.450 9912123.8

14、60.6100.9100.02.002.26.4.470 39.51.035北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-11 -1124.960.7100.9100.02.502.78128.694.40.70150270108.9132.7137 100.549 1114126.360.9100.9100.03.003.33.71.70 756.2.21155158 110.657 1316128.961.4100.999.94.314.71.96.70 824.4.37155表2空氣強(qiáng)化傳熱給熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)出壁壁孔板壓管路給 執(zhí)八、系Nu/口口溫溫壓數(shù)n降Nu Pr溫溫降4序號度度12a1/P4N

15、u PrRe0標(biāo)tw,1tw,27U r1111PP管A準(zhǔn)/W?4孔板路值CC-2mCC/k/k?Pa PaC北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-12 -165470.136 5446.127.077.9100.9100.40.201.30.9.27024.17981580.166 6654.226.878.1101.0100.40.301.96.3.27086.89993660.192 7661.326.777.9101.0100.30.402.56.4.97077.86910730.215 8467.426.677.4101.0100.30.503.152.67067.446911790.2

16、36 9172.526.777.0101.0100.30.603.860.47031.156912880.2731081.627.076.2100.9100.30.805.013.970062.489013970.305 1189.727.775.8100.9100.31.006.065.070151.0293北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-13 -14100.3461298.828.975.3101.0100.31.307.908.6.70 491.5129915110.37112104930.075.4100.9100.21.509.017.2.70 049.1589416110.380

17、 13106132.075.9100.9100.21.609.590.4.70 751.20779716110.390 13108134.076.2100.9100.11.7010.102.5.70 122.31569716110.396 13109134.076.4100.9100.21.7610.426.8.70 856.825590以第一表中第三組數(shù)據(jù)為例：由于本試驗(yàn)溫度變化較大，所以需要用內(nèi)插法分別求出各溫度下氣體的特性參 數(shù)，內(nèi)插過程如下：定性溫度：.t1t221.2 62.4t1241.8 C2 2定壓比熱容:Cp 1005.33J (kg C)1熱導(dǎo)率：0.0267 0.0009

18、 9.6 10 0.027564 W/K北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-14 -測量點(diǎn)表壓：P測量點(diǎn)（P管路-F0,管路）（P孔板； *， 孔板）（0.51-0.00（0.4；000.71kpa處的空氣密度由純物質(zhì)物理性31.201kg m-測量點(diǎn)流工作點(diǎn)溫度：t丁21.2262.441.8 CP管路-R，管路0.51 0.001廠八1工作點(diǎn)小2工作點(diǎn)密度（t=41.8C時(shí)）：5 厶23工作點(diǎn)1.124kg m工作點(diǎn)粘度（t=41.8C時(shí)）：-51.8987 10 Pa s工作點(diǎn)熱導(dǎo)率（t=41.8C時(shí)）：0.0272W (m K)1工作點(diǎn)比熱容（t=41.8C時(shí)）：Cp 1005.33J

19、(kg C)工作點(diǎn)流量：工乍點(diǎn)qv測量點(diǎn)測量點(diǎn)18.11.2013-119.34m h工作點(diǎn)1.124工作點(diǎn)氣速：U19.34 4217.11m s-1A 3600 3.14 0.022其中，換熱面積A：A d1測量點(diǎn)密度（t1質(zhì)表查得）:測量點(diǎn)qv0.62 3.14 102 p 100036000.62 3.14 10-4空氣，測量點(diǎn)2 0.60 1000V 1.201360022.2m3h-1北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-15 -熱流量：Q qv工作點(diǎn)Cp（七2七）對數(shù)平均溫(tw1-t1)-(tw2-t2)tm(tw2-t2),/ 101-21.2、In(100.3-62.4Q _2

20、49.9_A tm3.14 1.20 0.020 56.30 8 0 80.023 Re.0.023 20245.64.089七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果作圖及分析努塞爾準(zhǔn)數(shù):Nu1d58.9 0.020.027243.31普朗特準(zhǔn)數(shù):1005.33 1.8987 100.7020.0272雷諾數(shù):Redu0.020 17.1 1.1241.8987 1020245.85NuPr43.310.40.702=49.8919.3 1.124 1005.33(62.4-21.2)3600249.59W(101-21.2)-(100.3-62.4)56.27 C給熱系數(shù):58.9Wm2CNu0.4Pr理論值北京化工大

21、學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-16 -300.0(1)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果的雙對數(shù)紙坐標(biāo)曲線圖中可以 看出，Nu/Pr0.4Re關(guān)系在強(qiáng)制對流和強(qiáng)化傳熱 的兩次實(shí)驗(yàn)中都十分符合線性關(guān)系。即說明在當(dāng) 流體無相變時(shí)，用量綱分析法推導(dǎo)出的對流傳熱 準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式的準(zhǔn)確性是很好的。(2)由Excel軟件趨勢線擬合可得，強(qiáng)制對流和強(qiáng)化傳熱兩種情況下傳熱的理論值符合y =強(qiáng)制對流時(shí)Nu/Pr0.4與Re關(guān)系曲線強(qiáng)化傳熱時(shí)Nu/Pr*與Re關(guān)系曲線30.010000Re強(qiáng)化傳熱強(qiáng)化傳熱標(biāo)準(zhǔn)值北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-17 -0.023x0.8（R2 = 1）的關(guān)系，即滿足式Nu ARemPrn=0.23Re“8pf4。

22、在強(qiáng)制湍流實(shí)驗(yàn)中，回歸結(jié)果為：y = 0.0093X0.8654（R2=0.9983）,即0.0093Re0.8654Pr0氣R20.9983）；在強(qiáng)制傳熱實(shí)驗(yàn)中，回歸結(jié)果為：y = 0.0207X0.8309（R2 = 0.9962），（3）強(qiáng)制湍流實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)值低于理論值，而強(qiáng) 化傳熱的實(shí)驗(yàn)值高于理論值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與之有一 定誤差的主要原因可總結(jié)如下：1） 由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的影響，玻璃管內(nèi) 有冷凝空氣強(qiáng)制湍流時(shí)0.86540.420.0093RePr(R 0.9983)空氣強(qiáng)化傳熱時(shí)0.83090.420.0207 RePr(R =0.9962)d均與公認(rèn)的關(guān)聯(lián)式0.023 Re0.8Pr0.4_

23、d有一點(diǎn)偏差。0.0207 Re0.8309Pr0.4( R2=0.9962)do將實(shí)驗(yàn)結(jié)果用冪指數(shù)形式的回歸如下:北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-18 -液積存于黃銅管上，增大了傳熱 阻力，從而降低了傳熱系數(shù)。2） 可能是實(shí)驗(yàn)過程中，改變頻率后 讀數(shù)時(shí)間太短，傳熱體系還未達(dá)到穩(wěn)定 狀態(tài)就記數(shù)，造成了一定的操作誤差。（4） 強(qiáng)化傳熱是通過人工干預(yù)提高熱量傳遞速 度。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，在相同的雷諾數(shù)下加混合 器后的Nu/Pr0.4值比未加混合器時(shí)的大，說明 增大加熱流體的湍動程度可以強(qiáng)化傳熱；其他的 強(qiáng)化傳熱的措施還主要有：增大傳熱面積和增大 擾流等。（5） 在實(shí)驗(yàn)中排放不凝氣：理論上如果不打開

24、 放氣閥套管內(nèi)的壓力應(yīng)該不斷增大，最后爆炸， 實(shí)際上由于套管的密封程度不是很好，會漏氣， 所以壓力不會升高很多，基本可以忽略。（6） 調(diào)節(jié)空氣流量時(shí)，要做到心中有數(shù)，為保 證湍流狀態(tài)，孔板壓差讀數(shù)不應(yīng)從0開始，最低 不小于0.1kPa。實(shí)驗(yàn)中要合理取點(diǎn)，以保證數(shù) 據(jù)點(diǎn)均勻。八、思考題1.本實(shí)驗(yàn)中壁溫應(yīng)接近蒸汽溫度還是空氣溫度？為什么？北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-19 -答：因?yàn)樗魵饽罾淠膶α鹘o熱系數(shù)很大（5500至500），而空氣的強(qiáng)制對流給熱系數(shù)相 對很?。?0至100）。蒸汽冷凝傳熱膜系數(shù)a（蒸北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-i20 -汽）a（空氣）。壁溫接近于傳熱系數(shù)較大的

25、 一側(cè)，所以接近于蒸氣的溫度。壁溫基本為100c左右，更加接近于蒸汽溫度。本實(shí)驗(yàn)傳熱系數(shù)方 程為：K為總的傳熱系數(shù)，i是空氣的傳熱系數(shù)，2是 水蒸氣的傳熱系數(shù)，是銅管厚度，是銅的導(dǎo)熱 系數(shù)，RiR為污垢熱阻。因RiR和金屬壁熱阻較小， 可忽略不計(jì)，則Tw九，所以：可見壁溫Tw接近 給熱系數(shù)較大一側(cè)的流體溫度，對于此實(shí)驗(yàn)則為 接近于水蒸氣的溫度。2.如果采用不同壓強(qiáng)的蒸汽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對a的關(guān)聯(lián)有無影響？說明原 因。答：其變量均與壓強(qiáng)值無關(guān)，壓強(qiáng)的變化會反應(yīng) 在流量qv，蒸汽密度，以及進(jìn)出口的溫度變化 上，所以不會影響到對a的關(guān)聯(lián)。故采用不通 蒸汽壓做實(shí)驗(yàn)時(shí)對a的關(guān)聯(lián)沒有影響。3、結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算

26、空氣一側(cè)的熱阻i/ai占總熱阻i/K2的百分比Rid2did2dmR2北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-21 -答：由Q 1A tmK2A2tm，忽略污垢熱阻后，熱阻 計(jì)算式為卡丄丄。 得K14、設(shè)蒸汽溫度恒定，換熱器入口空氣溫度不變， 當(dāng)空氣流量增大后，壁溫和出口溫度有什么變 化？答：出口溫度降低。由傳熱膜傳熱系數(shù)的方程0.023樣”,可知傳熱膜系數(shù)a與速度U的0.8次方成正比，因而流速增大時(shí)，a變大。由傳熱 平衡方程，可知當(dāng)U1增大且維持Q恒定時(shí)，溫 差隨著減小，即出口溫度降低。5、橫向比較8套設(shè)備的強(qiáng)制對流給熱實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 發(fā)現(xiàn)測量得到的a1比經(jīng)驗(yàn)值（根據(jù)d計(jì)算得到）小20%左右，原因是什

27、么？A diA2d；0.02020.027；100%54.87%北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-22 -a與流體流動的速度、流體的對流狀況、流體的種類、流體的性質(zhì)、傳熱面的形狀、位置和大小等性質(zhì)有關(guān)。造成測量值比經(jīng)驗(yàn)值小20%勺原因主要有下：由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的影響，玻璃管內(nèi)有冷凝液積存于 黃銅管上，增大了傳熱阻力，從而降低了傳熱系 數(shù)?？赡苁菍?shí)驗(yàn)過程中，改變頻率后讀數(shù)時(shí)間太短， 傳熱體系還未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)就記數(shù)，造成了一定 的操作誤差。,Pa Pb、(、在熱流量Q的計(jì)算中未考慮(qv,bqv,a)一項(xiàng),帶來了計(jì)算誤差。按新能量衡算式:答：由課本公式0.023dRe8Pr040.0230.60.80

28、.80.4u CpT0204d可知出壁壁孔管熱流量Q/W給熱系數(shù)NuPrReNu/Pr0.4給熱系數(shù)表三新能量衡算式下的強(qiáng)制對流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理進(jìn)重新計(jì)算ai，得到如下新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表格:北京化工大學(xué)化工原理流體阻力實(shí)驗(yàn)-23 -口氣溫tl/C口 氣溫t1/C溫1tw,1/C溫2tw,2/C板壓降P孔板/kPa路壓降P管路/kPaa1/W?m-2 ? C-1標(biāo)準(zhǔn)值21.462.7101.1100.40.200.22177.354941.9477130.855590.70203814314.1935.5459148.56721.362.7101.1100.30.300.39217.903551.5618637.92750.70203817531.2343.6928157.1186321.262.4101.0100.30.400.51250.542459.0790343.456920.70203820243.3250.0627564.0845421.262.1100.9100.30.500.61278.218765.424648.174580.70276822632.7255.4744870.0676121.261.8100.910