實驗八氣汽對流傳熱綜合實驗

1、實驗八氣汽對流傳熱綜合實驗一、實驗?zāi)康?、掌握給熱系數(shù)a的測定方法；2、掌握熱電偶、銅電阻溫度計測溫方法；3、掌握強化傳熱的途徑。二、實驗原理1、測給熱系數(shù)的原理(1根據(jù)牛頓冷卻定律，已知傳熱設(shè)備的構(gòu)尺寸，只要測得傳熱速率Q以及各有關(guān) 的溫度，即可算出a的值:Q A t a=玳中A的管壁面溫度與空氣平均溫度之差 (Ko A為傳熱面積(m 2。(2傳熱速率Q是由管內(nèi)流體的熱負荷 Q '決定。由于飽和蒸汽走管間，空氣走 管內(nèi)，則21'(air m p Q Q Q q c t t =-, q m 為空氣質(zhì)量流量 kg/s, c p為比熱(J/kg.K。(312, (/2w t t t

2、 t t t ?=-=+ , t w , t 1, t 2分別為壁溫、空氣進口和出口溫度(C,(4傳熱面積：i A d l 九二(5空氣流量的測量空氣流量計由孔板與差壓變送器和二次儀表組成。該孔板流量計在20 c時標定的流量和壓差的關(guān)系式為：0.532022.696(/ V q p m h =? ?流量計在實驗使用時往往不是20c，此時需要對該讀數(shù)進行校正273 + f 273+201vt v q q =式中: P 一孔板流量計兩端壓差，kPa ; q v2A 20c時體積流量，m 3/h;q vt1一流量計處體積流量，也是空氣入口體積流量，m 3/h; t 1流量處溫度，也 是空氣入口溫度/

3、Co由于換熱器內(nèi)溫度變化，傳熱管內(nèi)的體積流量需進行校正：273 +1273+20vm vt q q =q vm 一傳熱管內(nèi)平均體積流量，m 3/h;t m 一傳熱管內(nèi)平均溫度；Co(6溫度的測量空氣進出口溫度采用Cu 50銅電阻溫度計測得，由多路巡檢表以數(shù)值形式顯示 (1-普通管空氣進口溫度；2普通管空氣出口溫度；3-強化管空氣進口溫度；4 強化管空氣出口溫 度。壁溫采用熱電偶溫度計測量，光滑管的壁溫由顯示表的上排 數(shù)據(jù)讀出，強化管的壁溫 由顯示表的下排數(shù)據(jù)讀出。2、強化傳熱的途徑(1傳熱控制熱阻為對流熱阻，而對流熱阻又主要集中在滯流內(nèi)層內(nèi)。強化傳熱關(guān)鍵是降低滯流內(nèi)層厚度（2由于空氣的膜系數(shù)遠

4、遠小于蒸汽的膜系數(shù)，因此傳熱控制熱阻主要由空氣的 對流熱阻決定（3空氣走管內(nèi)提高管內(nèi)膜系數(shù)，增大湍動程度，本實驗采取的措施是加擾流裝置 即采用插入螺旋線圈的方法來強化傳熱。、實驗裝置及流程1、設(shè)備主要技術(shù)數(shù)據(jù)見表1實驗內(nèi)管內(nèi)徑di/mm20.00實驗內(nèi)管外徑do/mm22。實驗外管內(nèi)徑Di/mm50實驗外管外徑DHmm57.0測量段（紫銅內(nèi)管）長度1/口LOO強化內(nèi)管內(nèi)插物（螺旋線圈）尺寸鮑徑h/mm1行距H/nim40加熱釜操作電樂，狀W20。操作電流/安這102、實驗流程圖1空氣-水蒸汽傳熱綜合實驗裝置流程圖1-普通套管換熱器；2-內(nèi)插有螺旋線圈的強化管換熱器；3-蒸汽蒸發(fā)器；4-旋渦氣

5、泵；5-旁路調(diào)節(jié)閥；6-孔板流量計；7-熱電偶溫度計；8、9-空氣支路控制閥10、11-蒸汽支路控制閥；12、13-蒸汽放空管；14-蒸汽上升主管路；15-加水口;16-放水口； 17-液位計；18-熱電阻溫度計；19、20-空氣出口四、實驗步驟及注意事項1、實驗前的準備工作、檢查工作(1向電加熱釜加水至液面計高度的 2/3。(2檢查空氣流量旁路調(diào)節(jié)閥是否全開。(3檢查蒸氣管支路各控制閥是否打開，保證蒸汽和空氣管線的暢通。(4接通電源總閘，設(shè)定加熱電壓(不超過200V，啟動電加熱器開關(guān)，開始加熱。2、實驗開始(1當蒸汽放空口開始有蒸汽出現(xiàn)時，方可開始實驗。(2關(guān)閉通向強化套管的閥門11,打開通

6、向簡單套管的閥門10,當簡單套管換熱 器的放空口有水蒸汽冒出時，可啟動風(fēng)機，此時要關(guān)閉閥門8,打開閥門9。(3啟動風(fēng)機后用放空閥5來調(diào)節(jié)流量，調(diào)好某一流量后穩(wěn)定5-10分鐘后，分別測 量空氣的流量，空氣進、出口溫度及壁面溫度，然后調(diào)節(jié)下組數(shù)據(jù)。一般在小流量到 最大流量之間測量5-6組數(shù)據(jù)。(4做完簡單管后再進行強化管換熱器實驗。先打開蒸汽支路閥11,全部打開空氣旁路閥5,關(guān)閉蒸汽支路閥9,打開空氣支路閥8,進行強化管傳熱實驗。(5實驗結(jié)束后，依次關(guān)閉加熱電源、風(fēng)機和總電源，清理現(xiàn)場。3、注意事項(1檢查蒸汽加熱釜中的水位是否在正常范圍內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)水位過低，應(yīng)及時補充水 量。(2必須保證蒸汽上升管

7、線和空氣管線的暢通。在接通電源時，全部打開蒸汽支 路閥和空氣支路閥及旁路調(diào)節(jié)閥。(3在轉(zhuǎn)換支路時，應(yīng)先關(guān)閉風(fēng)機電源，然后開啟和關(guān)閉支路閥。(4調(diào)節(jié)流量后，應(yīng)至少穩(wěn)定5-10分鐘后讀取實驗數(shù)據(jù)。(5實驗中保持上升蒸汽量的穩(wěn)定，不應(yīng)改變加熱電壓，且保證蒸汽放空口一直有 蒸汽放出。五、數(shù)據(jù)記錄表女命次效12a45壓差計談敗就觸P/kPi>空氣進口溫度it線空氣出口湍度W七壁面iil慢WtH： :訃力PARi強空氣進口里膜化1附管空氣出口毒度線理尚坦度S六、數(shù)據(jù)處理示例與處理表1、簡單管線的膜系數(shù)史必次數(shù)1T3456qvti/nr/h小口 Jnf/hPnAg/nfqnAg/sQ/WUKA/nra/W/m2.K3、計算強化比4、根據(jù)測定的6組數(shù)據(jù)作圖，找到膜系數(shù)與質(zhì)量流量的變化關(guān)系：0.8m q氣七、思考題1、蒸汽和空氣進入通道，在測K和a時為什么不同呢？ 2、在氣汽對流傳熱綜 合實驗測a的流程圖基礎(chǔ)上如何改進測定總傳熱系數(shù) K ?并說明所需測定的參數(shù)及 儀表。3、下圖為氣汽對流傳熱綜合實驗流程圖，有多處錯誤，找錯改錯，并說明理由。圖1空氣-水蒸汽傳熱綜合實驗裝置流程圖1-普通套管換熱器；2-內(nèi)插有螺旋 線圈的強化管換熱器；3-蒸汽發(fā)生器；4-旋