總傳熱系數(shù)的測定實驗報告

實驗二：總傳熱系數(shù)的測定一、實驗目的1、了解換熱器的結(jié)構(gòu)與用途；2、學習換熱器的操作方法；3、掌握傳熱系數(shù)k計算方法；4、測定所給換熱器的逆流傳熱系數(shù)k。二、實驗原理在工業(yè)生產(chǎn)過程中冷熱流體通過固體壁面（傳熱元件）進行熱量傳遞，稱為間壁式換熱。間壁式換熱過程由熱流體對固體壁面的對流傳熱，固體壁面的熱傳導和固體壁面對冷流體的對流傳熱三部分組成。本實驗熱流體采用飽和蒸汽走殼程，冷流體為空氣走管程。當傳熱達到穩(wěn)定時，總傳熱速率與冷流體的傳熱速率相等時，Q—=^2^2（^2—「1）At】『△如Atm=市—給而亍即為綜上可得-^―T---熱流體；t---冷流體；V---冷流體進口處流量計讀數(shù)；（1---冷流體平均溫度下的對應的定壓比熱容;P---冷流體進出口平均溫度下對應的密度.三、實驗設(shè)備及流程1、實驗設(shè)備傳熱單元實驗裝置（換熱器、風機、蒸汽發(fā)生器），整套實驗裝置的核心是一個套管式換熱器，它的外管是一根不銹鋼管，內(nèi)管是一根紫銅管。根據(jù)紫銅管形狀的不同，我們的實驗裝置配有兩組換熱器，一種是普通傳熱管換熱器，另一種是強化傳熱管換熱器，本實驗以普通傳熱管換熱器為例，介紹總傳熱系數(shù)的測定。邑傳焦策轂測定先*裝置既程圖1.魂節(jié)閥2-轉(zhuǎn)子流2?計3-匕同電.回土摭函網(wǎng)5,金宵換熱蠱6r儀表晦7.通度IE示僅S.轉(zhuǎn)子流量計9,熱術(shù)堆10.宣ifi親11.排氣倒2、實驗流程來自蒸汽發(fā)生器的水蒸氣從換熱器的右側(cè)進入換熱器的不銹鋼管。而來自風機的冷空氣從換熱器的左側(cè)進入換熱器的紫銅管，冷熱流體通過紫銅管的壁面進行傳熱。冷空氣溫度升高而水蒸汽溫度降低，不凝氣體和冷凝水通過疏水閥排出系統(tǒng)，而冷空氣通過風機的右側(cè)排出裝置。四、實驗步驟需測量水蒸氣進口溫度，出口溫度，冷空氣進口溫度，出口溫度，冷空氣的體積流量以及紫銅管的長度及管徑。前四項通過儀表讀數(shù)可獲得，冷空氣進口溫度可以由另外一塊儀表盤讀數(shù)計算可獲得。紫銅管的長度及管徑是已知的。1、檢查實驗裝置確保所有閥門都處于關(guān)閉狀態(tài)。打開控制面板上的總電源開關(guān)；2、向蒸汽發(fā)生器水箱中加水，打開蒸汽發(fā)生器的電源，水泵開始往蒸汽發(fā)生器中加水，當蒸汽發(fā)生器中的水位達到中上部后，水泵自動停止，此時蒸汽發(fā)生器處于加熱狀態(tài)到達符合條件的蒸汽壓力后系統(tǒng)會自動停止加熱并處于保溫狀態(tài)；3、打開冷空氣的進口伐和出口閥門，然后在控制面板上開啟風機電源開關(guān)讓風機工作使套管換熱器充滿一定量的空氣，打開冷凝水的出口閥門，排出上次實驗留下的氣體，并保持一定開度；5、在通水蒸氣之前，將蒸汽發(fā)生器到實驗裝置之間管道的冷凝水排除，具體排除冷凝水的方法是關(guān)閉蒸汽進口閥門，打開排冷凝水閥門；6、當里面蒸汽達到一定壓力后，開始通入蒸汽先打開閥門，再通過減壓閥調(diào)節(jié)換熱器的蒸汽壓力讓蒸汽慢慢進入換熱中，使蒸汽逐漸充滿系統(tǒng)，使系統(tǒng)由冷態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊釕B(tài)。同時打開放氣閥，將設(shè)備內(nèi)的不凝氣體排出，直到排泄管理有蒸汽放出。關(guān)閉放氣閥，上述準備工作結(jié)束。系統(tǒng)也處于熱態(tài)后，調(diào)節(jié)蒸汽減壓閥，使蒸汽進口壓力維持在0.1兆帕，這個操作也可以通過調(diào)節(jié)蒸汽發(fā)生器出口閥來實現(xiàn)；7、調(diào)節(jié)冷空氣進口流量，可以通過調(diào)節(jié)風機出口旁路閥門的開度來改變冷空氣的流量。在每個流量條件下均需等待熱交換過程穩(wěn)定后方可記錄冷空氣進口出口溫度水蒸氣進口出口溫度以及孔板流量計的壓差等實驗數(shù)據(jù)。一般每個流量下至少也就是15分鐘左右，方可視為穩(wěn)定，然后改變冷空氣流量，記錄不同流量下的實驗數(shù)據(jù)；8、實驗結(jié)束時先關(guān)閉蒸汽發(fā)生器，打開放氣閥，將蒸汽發(fā)生器和管道余壓排盡，關(guān)閉蒸汽進口閥，待系統(tǒng)逐漸冷卻后，關(guān)閉風機電源，待冷凝水流盡，關(guān)閉冷凝水出口閥，關(guān)閉總電源。五、注意事項1、第四步中開度要適中，開度太大會使換熱器中的蒸汽跑掉，開度太小會使換熱器不銹鋼管中的蒸汽壓力過大而導致不銹鋼管炸裂。2、在通水蒸氣之前，將蒸汽發(fā)生器到實驗裝置之間管道的冷凝水排除，否則夾帶冷凝水的蒸汽會損壞壓力表及壓力變送器。3、第六步系統(tǒng)由冷態(tài)變?yōu)闊釕B(tài)過程不能少于十分鐘，主要是防止不銹鋼管換熱器因突然受