化工原理傳熱膜系數(shù)測(cè)定試驗(yàn)報(bào)告0001

1、北京化工大學(xué)化工原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：傳熱膜系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)班級(jí):化工1305班姓名:張瑋航學(xué)號(hào)：2013011132序號(hào)：J1同組人：宋雅楠、陳一帆、陳駿設(shè)備型號(hào)：XGEffl旋渦氣泵及ASCOM5320壓力傳感器第4套實(shí)驗(yàn)日期：2015-12-17一、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XGEB漩渦氣泵風(fēng)機(jī)、ASCOM53201壓力傳感器、孔板流量計(jì)、蒸汽發(fā)生器等組成的自動(dòng)化程度較高的裝置，由人工智能儀來(lái)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(duì)流傳熱膜系數(shù)”，再通過(guò)作圖，使用圖解法確定了

2、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(duì)數(shù)坐標(biāo)紙中作出了Nu/Pr。41Re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(dòng)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t若數(shù)Ra努賽爾準(zhǔn)數(shù)Nil普朗特?cái)?shù)Pr、圖解法二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握傳熱膜系數(shù)”及傳熱系數(shù)K的測(cè)定方法：(1)測(cè)定空氣在圓管內(nèi)作強(qiáng)制湍流時(shí)的給熱系數(shù)如(2)測(cè)定加入靜態(tài)混合器后空氣的強(qiáng)制湍流給熱系數(shù)小2、通過(guò)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)nn的方法；3、通過(guò)實(shí)驗(yàn)提高對(duì)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

3、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(guò)程可分為三個(gè)過(guò)程：第一、由熱流體對(duì)固體壁面的對(duì)流傳熱，第二、固體壁面的熱傳導(dǎo)，第三、固體壁面對(duì)冷流體的對(duì)流傳熱。當(dāng)流體無(wú)相變時(shí)的對(duì)流傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式可由量綱分析法寫(xiě)為：Nu=ARemPrnGrp對(duì)于強(qiáng)制湍流而言，Gr數(shù)可忽略，進(jìn)行簡(jiǎn)化后：Nu=ARemPrn在本文中，采用Excel軟件對(duì)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(duì)數(shù)坐標(biāo)作圖，利用幕函數(shù)函數(shù)形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，即可很好的求解出自變量lgRe對(duì)lg坐的線性關(guān)系，直接得到其幕函數(shù)關(guān)系的解析Pr.式。該方法中，要求對(duì)不同變量的Re和Pr分別回歸。本實(shí)驗(yàn)測(cè)取流體被

4、加熱過(guò)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(duì)數(shù)得:,Nu,八lg立=lgAmlgRePr首先定義三個(gè)無(wú)量綱數(shù)群：Nu、RaPr的數(shù)據(jù)組。其特征數(shù)定義式分別為duCpdRe=,Pr=,Nu=N九九實(shí)驗(yàn)中通過(guò)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的值。在圓管中，有傳熱基本方程：(T1-t2)-(T2-L)Q=K1A:j：一7=KiAtmIn32T2-tl在圓管中，有傳熱牛頓冷卻定律:Q”i(tw2-'ti)"(twl-2

5、)tw2-LIntwi-t2(Ti-Twi)-(T2-Tw2)在圓管中，有筒壁傳導(dǎo)熱流量:'A-A、：In(A2/Ai)(Tw2tw2)-(Twi-twi)InTw2-tw2)/(Twi-twi)式中a傳熱膜系數(shù)，w/(m2；C)Q傳熱量，WA傳熱面積，A=ndl,m2由由熱量衡算方程：Q=qmiCpi(Ti-T2)=qm2Cp3(t2-ti)，傳熱量可由下式求得Q=WCpt2-ti/3600=%sCpt2-ti/3600式中W質(zhì)量流量，kg/hCp流體的比定壓熱容，”(kgC)t|,t2流體進(jìn)出口溫度，CP定性溫度下流體密度，m3/hVs流體體積流量，m3/h四、實(shí)驗(yàn)流程和設(shè)備圖1傳

6、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(cè)溫點(diǎn)，5-空氣出口測(cè)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1、設(shè)備說(shuō)明本實(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(zhǎng)度為1.25m?？諝膺M(jìn)、出口溫度和管壁溫度分別由鉗電阻(Pt100)和熱電偶測(cè)得。測(cè)量空氣進(jìn)、出口的鉗電阻應(yīng)置于進(jìn)、出管得中心。測(cè)量管壁溫度用一支鉗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(cè)得。本實(shí)驗(yàn)使用的蒸汽發(fā)生器由不銹鋼材料制

7、成，裝有玻璃液位計(jì)，加熱功率為1.5kWo3風(fēng)機(jī)米用XG訓(xùn)漩渦氣泵，最大壓力17.50kPa,最大流量100m/h。2、采集系統(tǒng)說(shuō)明(1)壓力傳感器：本實(shí)驗(yàn)裝置采用ASCOM532型壓力傳感器，其測(cè)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(cè)量點(diǎn)分別為：孔板壓降、進(jìn)出口溫度和兩個(gè)壁溫。3、流程說(shuō)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?？諝獗患訜岷?，排入大氣。空氣的流量由空氣流量調(diào)節(jié)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

8、冷凝，再由回流管返回蒸汽發(fā)生器。放氣閥門(mén)用于排放不凝性氣體，在銅管之前設(shè)有一定長(zhǎng)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(gè)按鈕與設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系，檢查蒸汽發(fā)生器中的水位，開(kāi)補(bǔ)水閥，使其保持在4/5液位計(jì)高度；2、按下本小組的總電源開(kāi)關(guān)對(duì)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5mm#;(2)空氣強(qiáng)制對(duì)流給熱實(shí)驗(yàn)1、關(guān)閉蒸汽發(fā)生器補(bǔ)水閥，啟動(dòng)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(kāi)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“

9、0.20kPa”左右。按采集畫(huà)面中的綠色按鈕啟動(dòng)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、實(shí)驗(yàn)中，不斷通過(guò)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(lái)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(guò)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，

10、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1.76kPa);2、實(shí)驗(yàn)中，不斷通過(guò)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(lái)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(huà)面的紅色按鈕停風(fēng)機(jī)，停蒸汽發(fā)生器電源。然后向上拔出口溫度計(jì)，再旋轉(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(chǎng)，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

11、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(hào)進(jìn)口溫度t1/C出口溫度t1/C壁溫1tw,1/c壁溫2tw,2/C孔板壓降A(chǔ)P孔板/kPa管路壓降A(chǔ)P管路/kPa給熱系數(shù)-“1/W?m2-1?cNuPrReNu/P0.4rNu/Pr0.4標(biāo)準(zhǔn)值121.4627101.1100.40.200.2241.930.80.7021431435.548.6221.3627101.1100.30.300.3951.537.90.7021753143.657.1321.2624101.0100.30.400.5158.943.40.7022024349.964.1421.2621100.9100.30.500.6

12、165.248.00.7032263355.370.1521.26i1.8100.9100.20.600.7470.852.10.7032479360.075.4621.26i1.4100.9100.20.800.9580.559.30.7032862868.384.6721.46i1.1100.9100.11.001.1788.965.40.7033200875.392.5822.26i0.8100.9100.11.301.5098.672.60.7033643383.6102.5922.76i0.6100.9100.11.601.84107.379.00.7034035291.0111.3

13、1023.86i0.6100.9100.02.002.26117.486.40.7034503999.5121.51124.96i0.7100.9100.02.502.78128.694.40.70150270108.9132.71226.36i0.9100.9100.03.003.33137.7101.10.70154975116.5142.51328.96i1.4100.999.94.3141.71158.9116.70.70165782134.5164.5表2空氣強(qiáng)化傳熱給熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)序號(hào)進(jìn)口溫度t1/C出口溫度t1/C壁溫1tw,1/C壁溫2tw,2/C孔板壓降A(chǔ)P孔板/kPa管路壓

14、降A(chǔ)P管路/kPa給熱系數(shù)/W-2?m?C-1NuPrReNu/P0.4rNu/Pr0.4標(biāo)準(zhǔn)值127.07.9100.9100.4C.201.3065.947.20.7091362454.146.7226.881101.0100.40.301.9681.358.20.7091668666.854.9326.77.9101.0100.30.402.5693.466.90.7091927776.861.6426.67.4101.0100.30.503.15102.673.60.7092156784.467.4526.77.0101.0100.30.603.86110.679.40.7092363

15、191.172.5627.062100.9100.30.805.01123.888.90.70927306102.081.4727.758100.9100.31.006.06135.297.00.70930515111.389.0828.953101.0100.31.307.90148.1106.20.70934649121.998.5930.054100.9100.21.509.01157.5112.8(.70937104129.4104.11032.059100.9100.21.609.59160.7114.7(.70938075131.7106.21134.062100.9100.11.

16、701010162.5115.60.70939012132.7108.31234.06410。.9100.21.761042166.5118.50.70939685136.0109.8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(guò)程如下：定性溫度：，=山二212"七22定壓比熱容:CpW005.33J(kgC)4熱導(dǎo)率：=0.02670.00099.6"10=0.027564W/m_K測(cè)量點(diǎn)表壓D/.D.D&P孔本g-%孔板)zA(0.4-0.0CJ%量點(diǎn)=(AP路-AP0管路)+=(0.51-0.00+=0

17、.71kpa22測(cè)量點(diǎn)密度（ti處的空氣密度由純物質(zhì)物理性質(zhì)表查得）：P測(cè)量點(diǎn)=1.201kgm-3測(cè)量點(diǎn)流量qv42：p1000-420.6010003=0.623.14103600=0.623.1410-<3600-22.2mp空氣，測(cè)量點(diǎn)-1工作點(diǎn)溫度:t=321.262.4=41.8C1.201工作點(diǎn)表壓：P工作點(diǎn)=嗑路？二，管路=0.5120.00=0.26kpa工作點(diǎn)密度（t=41.8C時(shí)）：P工作點(diǎn)=1.124kgm-3工作點(diǎn)粘度（t=41.8C時(shí)）,_5_=1.8987105Pas工作點(diǎn)熱導(dǎo)率（t=41.8C時(shí)）：兒=0.0272W（mK）工作點(diǎn)比熱容(t=41.8C時(shí))

18、:Cp=1005.33J(kg尸C)“%量點(diǎn).1.2013,-1工作點(diǎn)流量:qv工作點(diǎn)=qv»量點(diǎn)一.-18119.34mh1工作點(diǎn)1.124工作點(diǎn)氣速:qv19.344Z236003.140.022一，-1=17.11ms其中，換熱面積A：A='：d1熱流量:1工作點(diǎn)Cp(t2-t1)=19.31.124M1005.33工(62.4-21.2)3600=249.59W對(duì)數(shù)平土勻溫差:Ltm(tw1-t1)-tw2-t2)ln(tw1-t1)(tw2-t2)(101-21.2)-(100.3-62.4)ln100.3-62.4=56.27C給熱系數(shù)：1=-Q=249&

19、=58.9Wm"C"A'tm3.141.200.02056.31d58.90.02努塞爾準(zhǔn)數(shù)：Nu=43.310.0272普朗特準(zhǔn)數(shù):CpPr二1005.331.898710*=0.7020.0272雷諾數(shù):Re二du：0.02017.11.1241.898710-=20245.85Nu-0.4Pr43.310.40.702=49.89NuPTSi強(qiáng)制湍流強(qiáng)制湍流標(biāo)準(zhǔn)值=0.023Re0.8=0.023202450.8=64.089七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果作圖及分析強(qiáng)制對(duì)流時(shí)Nu/Pr0.4與R聯(lián)系曲線強(qiáng)化傳熱時(shí)Nu/Pr0.4與R聯(lián)系曲線300.030.0強(qiáng)化傳熱強(qiáng)化傳熱標(biāo)準(zhǔn)

20、值10000Re(1)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果的雙對(duì)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(duì)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(shuō)明在當(dāng)流體無(wú)相變時(shí)，用量綱分析法推導(dǎo)出的對(duì)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(shì)線擬合可得，強(qiáng)制對(duì)流和強(qiáng)化傳熱兩種情況下傳熱的理論值符合y=0.023x0,8(R2=1)的關(guān)系，即滿足式Nu=ARemprn=0.02320配產(chǎn)。在強(qiáng)制湍流實(shí)驗(yàn)中，回歸結(jié)果為：y=0.0093x0,8654(R2=0,9983)，即口=0.0093Re°，8654Pr°，4(R2=0.9983)；在強(qiáng)制傳熱實(shí)驗(yàn)中，回歸結(jié)果為：y=

21、0.0207x0,8309(R2=0,9962),即a=0.02074Re0,8309Pr0,4(R2=0,9962)d。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果用哥指數(shù)形式的回歸如下：空氣強(qiáng)制湍流時(shí)口=0.0093Re0,8654Pr0,4(R2=0,9983)«=0.0207土Re°,8309Pr0,4(片=0.9962)空氣強(qiáng)化傳熱時(shí)d'_08_04:=0.023RePr均與公認(rèn)的關(guān)聯(lián)式d有一點(diǎn)偏差。(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)有冷凝液積存于黃銅管上，增大了傳熱阻力，從而降

22、低了傳熱系數(shù)。2) 可能是實(shí)驗(yàn)過(guò)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(guò)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(shuō)明增大加熱流體的湍動(dòng)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(kāi)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(huì)漏氣，所以壓力不會(huì)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(kāi)始，最低不小于0.1k

23、Pa。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？答：因?yàn)樗魵饽罾淠膶?duì)流給熱系數(shù)很大（5500至500）,而空氣的強(qiáng)制對(duì)流給熱系數(shù)相對(duì)很?。?0至100）。蒸汽冷凝傳熱膜系數(shù)a（蒸汽）>>“（空氣）。壁溫接近于傳熱系數(shù)較大的一側(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：1d2cd2、d22-R122>d1d1'dmK為總的傳熱系數(shù)，出是空氣的傳熱系數(shù)，62是水蒸氣的傳熱系數(shù)，$是銅管厚度，兒是銅的導(dǎo)熱系數(shù)，R，R2為污垢熱阻。因R1，R2和金屬壁熱阻較小，可忽略

24、不計(jì)，則Tw5ttw,所以：可見(jiàn)壁溫TW接近給熱系數(shù)較大一側(cè)的流體溫度，對(duì)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(duì)a的關(guān)聯(lián)有無(wú)影響？說(shuō)明原因。答：其變量均與壓強(qiáng)值無(wú)關(guān)，壓強(qiáng)的變化會(huì)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(huì)影響到對(duì)a的關(guān)聯(lián)。故采用不通蒸汽壓做實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)a的關(guān)聯(lián)沒(méi)有影響。3、結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算空氣一側(cè)的熱阻1/*占總熱阻1/K2的百分比。111答：由Q=%A/tm=K2A2力tm,忽略污垢熱阻后，熱阻計(jì)算式為一=一十一。得K10.0202_20.027100%=54.87%1:1_Al41Ad2K24、設(shè)蒸汽溫度恒定，換熱器入口空氣溫度

25、不變，當(dāng)空氣流量增大后，壁溫和出口溫度有什么變化？0.023-Re0.8Pr0.4答：出口溫度降低。由傳熱膜傳熱系數(shù)的方程d,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(duì)流給熱實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)測(cè)量得到的i比經(jīng)驗(yàn)值（根據(jù)口=0.023土Re0.8Pr0.4計(jì)算得到）小20%左右，原因是什么?d0.6-0.80.80.40.80.4UCp二=0.023-RePr=0.0230.204答：由課本公式dd.N,可知a與流體流動(dòng)的速度、流體的對(duì)流狀況、流體的種類、流體的性質(zhì)、傳熱

26、面的形狀、位置和大小等性質(zhì)有關(guān)。造成測(cè)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(guò)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。PaPb（）（qV,b-qV,a）皿在熱流量Q的計(jì)算中未考慮2一項(xiàng)，帶來(lái)了計(jì)算誤差。按新能量衡算式:Q=9孫%.】*（右一,一'"r=R*ar一）一（小-%）In一6重新計(jì)算”1,得到如下新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表格：表三新能量衡算式下的強(qiáng)制對(duì)流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理進(jìn)口氣溫t1/C出口氣溫t/C壁溫1tw,1/C壁溫2tw,2/C孔板壓降A(chǔ)P

27、孔板/kPa管路壓降A(chǔ)P管路/kPa熱流里Q/W給熱系數(shù)a1/W?m-2?C-1NuPrReNu/Pr0.4給熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值21.462.7101.1100.40.200.22177.354941.9477130.855590.70203814314.1935.5459148.56721.362.7101.1100.30.300.39217.903551.5618637.92750.70203817531.2343.6928157.1186321.262.4101.0100.30.400.51250.542459.0790343.456920.70203820243.3250.0627564.0845421.262.1100.9100.30.500.61278.218765.424648.174580.70276822632.7255.4744870.0676121.261.8100.9100.20.600.74302.73