內(nèi)蒙古大學(xué)化學(xué)原理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)講義10氣-汽對流傳熱實(shí)驗(yàn)（A）

1、實(shí)驗(yàn)十 氣-汽對流傳熱實(shí)驗(yàn)（A）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握對流傳熱系數(shù)a的測定方法。2.加深對對流傳熱系數(shù)a的概念及其影響因素的理解。3.學(xué)會應(yīng)用多元線性回歸分析方法,確定Nu=ARemPrn關(guān)聯(lián)式中常數(shù)A,m,n。二、實(shí)驗(yàn)原理對流傳熱是流體和壁面之間的傳熱過程。對流傳熱系數(shù)是評估對流傳熱過程的不可缺少的數(shù)據(jù)。一、對流傳熱系數(shù)i的測定對流傳熱系數(shù)可以根據(jù)牛頓冷卻定律，用實(shí)驗(yàn)來測定i-管內(nèi)流體傳熱系數(shù)-W/（m2.Qi-管內(nèi)傳熱速率，WSi-管內(nèi)傳熱面積m2tm-對數(shù)平均溫差，對數(shù)平均溫差由公式確定：式中ti1，ti2-冷流體的入口出口溫度tw-壁面平均溫度，因?yàn)閾Q熱器內(nèi)管為紫銅管，其導(dǎo)熱系數(shù)很大，且

2、管壁很薄，故認(rèn)為內(nèi)壁溫度、外壁溫度和壁面平均溫度相等,用tw來表示,由于管外使用蒸汽，近似等于熱流體的平均溫度。管內(nèi)換熱面積：式中：di-內(nèi)管管內(nèi)徑、m。Li-傳熱管測量段的實(shí)際長度，m。由熱量衡算式：其中質(zhì)量流量由下式求得：式中：Vi冷流體在套管內(nèi)的平均體積流量，m2/h。Cpi-冷流體的定壓比熱，kJ/（kg.）-冷流體的密度，kg/m3。Cpi和-可根據(jù)定性溫度tm查得：為冷流體進(jìn)出口平均溫度。ti1；ti2；tw；vi可采取一定的測量手段得到。對流傳熱系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的實(shí)驗(yàn)確定：流體在管內(nèi)作強(qiáng)制湍流，被加熱狀態(tài)，準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的形式為：其中：物性數(shù)據(jù)可根據(jù)定性溫度查得。經(jīng)過計算可知，對于管內(nèi)

3、被加熱的空氣，普蘭特準(zhǔn)數(shù)變化不大，可以認(rèn)為是常數(shù)，則關(guān)聯(lián)式的形式簡化為：這樣通過實(shí)驗(yàn)確定不同流量下的，然后用線性回歸方法確定A和m的值。三、實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置的主要有鼓風(fēng)機(jī)、孔板流量計、調(diào)節(jié)閥、用于測量空氣進(jìn)、出口溫度t1和t1的二支玻璃溫度計；玻璃套管和傳熱紫銅管(測量段長1.13米，外徑21.5mm,內(nèi)徑18mm),傳熱管的平均壁溫T熱的測定使用銅康熱電偶,冷端溫度補(bǔ)償器(冰桶)及mv測量儀表。蒸汽發(fā)生器及電熱器、調(diào)壓器,電壓表、電流表等作為飽和蒸汽源。圖實(shí)驗(yàn)設(shè)備流程圖1.溫度計:測t2；2.傳熱紫銅管；3.銅-康銅熱電偶:測T(E)；4.玻璃套管；5.不凝氣出口；6.溫度計:測t1；7.孔

4、板；8.U形管壓差計；9.空氣旁路出口；10.空氣流量旁路調(diào)節(jié)閥；11.鼓風(fēng)機(jī)；12.加熱釜放空閥；13.電加熱釜(蒸汽源)；14.液位計；15.螺旋形電熱器；16.加水閥(實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)關(guān)閉)；17.上升蒸汽管；18.冷凝液回流入釜膠管。四、實(shí)驗(yàn)方法及步驟1.向蒸汽發(fā)生器加水至液位計兩道紅線之間。接通MV測量儀表的電流予熱15分鐘后,檢查儀表的“零點(diǎn)”。2.檢查空氣流量旁路調(diào)節(jié)閥是否全開,電壓調(diào)節(jié)電位器是否旋至最左端(逆時針方向)。3.接通電源總閘。4.順時針方向緩慢旋轉(zhuǎn)電壓調(diào)節(jié)電位器,使電壓表的示值為180伏,一段時間后水沸騰,水蒸汽自行充入玻璃套管。啟動鼓風(fēng)機(jī),調(diào)節(jié)空氣流量為需要的值。5.

5、待玻璃套管中充滿蒸汽并有適量溢出后,等5分鐘左右,待操作穩(wěn)定后可讀取t1、t2,E值和U型管壓差計的高度R(mmH2O)。6.重新調(diào)節(jié)空氣流量,重復(fù)上述操作共做56個空氣流量值。7.測定的流量值,可由R值反映,對于第一套裝置建議測定的R值為15,37,71,124,187,286(mmH2O);對于第二套裝置,建議測定的R值為15,35,75,121,183和277mmH2O。注意最小、最大流量值一定要做。8.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時,應(yīng)先將調(diào)壓器調(diào)回零位,過5分鐘后,再關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī),并將旁路閥全開。拉下電閘。一切復(fù)原。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.在實(shí)驗(yàn)過程中要注意蒸氣發(fā)生器的液位是否正常。如低于下面的一道紅線,應(yīng)立即加水。2.數(shù)字電壓表的信號輸入端不能“開路”。3.盡量避免在旁路閥全閉的情況下啟動鼓風(fēng)機(jī)。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1根據(jù)測定的數(shù)據(jù),求算操作條件下,空氣的體積流量vt,冷熱流體間的平均溫度差tm,空氣流過測量段上的平均體積(m3/h),以及傳熱速率Q,傳熱系數(shù),給熱準(zhǔn)數(shù)Nu,測量段空氣的平均流速雷諾準(zhǔn)數(shù)Re。并列于一表。2。寫出求