12 实验4 传热实验.pptx

第1页：化工原理实验传热膜系数测定实验

化工原理实验传热膜系数测定实验

第2页：一、复习确定α的方法

• 复习确定α的方法:1、数学解析,列方程,联立求解
• 因次分析,考察变量对结果的影响,看不清本质
• 数学模型,复杂过程—物理模型—数学模型—实验

第3页：二、实验目的在套管式换热器中发生

二、实验目的在套管式换热器中发生:壳程蒸汽冷凝对流传热、铜管壁传导传热、铜管内强制对流传热。总传热方程总传热系数Q=K·A·Δtm13++=111Kα1λ/dα2W/(m2

℃)104α1数量级:W/(m2

℃)104λ/d数量级:W/(m2

℃)102α2数量级:关键因素α2,如何确定?(进一步确定K)

第4页：通过实验要达到以下目

通过实验要达到以下目的:1、测定管内壁与空气的对流传热膜系数α2;

2、测定用因次分析法求α2时,关联式Nu=ARemPrn中的参数;

3、分析影响α2的因素,了解工程上强化传热的措施。

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第5页：三、实验原理一确定对流传热膜系数α2

三、实验原理(一)确定对流传热膜系数α2:lnΔtm=(tw,1−t

出)(tw,2−t

入)Δtm—推动力,(tw,1−t

出)-(tw,2−t

入)Q=α2·A·ΔtmQ=ρ·Vs·Cp·(t出−t

入)3600A—铜管内壁表面积,A=π×0.02×1.25m2气膜5液膜

第6页：Vs—空气流量

Vs—空气流量,Vs=26.2ΔP0.54m3/h(ΔP/kPa);

Cp—空气比热,t=(t入+t

出)2μRe=duρλPr=Cpμ(二)确定强制对流传热膜系数α2关联式中的A、m、n:α2=f(d,u,ρ,μ,λ,cp)7个变量,

4个基本因次(长度、时间、质量、温度)=>3个准数,Nu=A·Rem·Prn

空气被加热,n=0.4A、m

根据实验数据作图确定λ6Nu=α2d

第7页：三强化传热

(三)强化传热:强化传热就是力求换热器的传热速率Q尽可能大,由Q=KAΔtm可知,增大K、A、Δtm均可使Q增大。

本实验中α2对K的影响最大,故在套管内加入螺旋式混合器,不但增大空气湍动程度,而且可以破坏层流底层的作用,增大了α2,进而增大总传热系数K,

提高传热速率。

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第8页：四、实验流程图

四、实验流程图

第9页：五、操作步骤

五、操作步骤

1、检查蒸汽发生器水位高度,启动加热器;

2、启动数据采集与控制软件,学会使用;

3、铜管表面出现液滴时,启动风机50Hz,预热10分钟;

4、间隔4Hz由大到小改变空气流量,孔板压降最小值大于0.1kPa,每个点稳定约2分钟后记录数据;

5、加入静态混合器进行强化传热实验,方法同4,注意空气出口温度计对中;

6、实验结束后,关闭加热,停风机,整理现场。

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第10页：六、实验数据表格孔板压降/kPa

本页为实验记录用空白数据表，源文件未含实测数据，表头已按原表还原。

第11页：七、实验结果作图及要求

• 实验结果作图及要求
• 在双对数坐标系中画出Nu/Pr0.4~Re的关系图;

第12页：2、整理出传热膜系数α2的准数关系式

• 整理出传热膜系数α2的准数关系式;
• 讨论影响α2的因素及强化传热的措施;
• 思考题至少选做4题。