对流传热实验实验报告
12页1、精选优质文档-倾情为你奉上实验三 对流传热实验一、实验目的1.掌握套管对流传热系数的测定方法,加深对其概念和影响因素的理解,应用线性回归法,确定关联式中常数A、m的值;2.掌握对流传热系数随雷诺准数的变化规律;3掌握列管传热系数Ko的测定方法。二、实验原理 套管换热器传热系数及其准数关联式的测定 对流传热系数的测定在该传热实验中,冷水走内管,热水走外管。对流传热系数可以根据牛顿冷却定律,用实验来测定 (1)式中:管内流体对流传热系数,W/(m2); Qi管内传热速率,W; Si管内换热面积,m2; 内壁面与流体间的温差,。 由下式确定: (2)式中:t1,t2 冷流体的入口、出口温度,; Tw 壁面平均温度,; 因为换热器内管为紫铜管,其导热系数很大,且管壁很薄,故认为内壁温度、外壁温度和壁面平均温度近似相等,用tw 来表示。 管内换热面积: (3)式中:di内管管内径,m; Li传热管测量段的实际长度,m。 由热量衡算式: (4)其中质量流量由下式求得: (5)式中:冷流体在套管内的平均体积流量,m3 / h; 冷流体的定压比热,kJ / (kg); 冷流体的密度,kg /m3。 和
2、可根据定性温度tm查得,为冷流体进出口平均温度。t1,t2, Tw, 可采取一定的测量手段得到。 对流传热系数准数关联式的实验确定流体在管内作强制湍流,被加热状态,准数关联式的形式为 . (6) 其中: , , 物性数据、可根据定性温度tm查得。经过计算可知,对于管内被加热的空气,普兰特准数变化不大,可以认为是常数,则关联式的形式简化为: (7)这样通过实验确定不同流量下的与,然后用线性回归方法确定A和m的值。 列管换热器传热系数的测定管壳式换热器又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单,操作可靠,可用各种结构材料(主要是金属材料)制造,能在高温、高压下使用,是目前应用最广的类型。由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形,内部装有管束,管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体,一种在管内流动,称为管程流体;另一种在管外流动,称为壳程流体。实验装置采用双管程。传热系数Ko用实验来测定 (1)式中:Ko列管传热系数,W/(m2); Qi管内传热速率,W; SO管外换热面积,m2; 平均温度差,。 由下式确定
3、: (2) (3)式中:t1,t2 冷流体的入口、出口温度,; T1,T2 热流体的入口、出口温度,; 逆流时平均温度差,;温差校正系数,由R、P的查到(课本P100)。 管外换热面积: (4)式中:dO内管管外径,m; LO传热管测量段的实际长度,m。 由热量衡算式: (5)其中质量流量由下式求得: (6)式中:冷流体在套管内的平均体积流量,m3 / h; 冷流体的定压比热,kJ / (kg); 冷流体的密度,kg /m3。 和可根据定性温度tm查得,为冷流体进出口平均温度。t1,t2, T1,T2, 可采取一定的测量手段得到。三、实验流程和设备主要技术数据 设备主要技术数据见表1 表1 实验装置结构参数紫铜内管内径di(mm)10.0(列管);8.0(套管)紫铜内管外径do(mm)12.0套管玻璃外管内径Di(mm)37.0套管玻璃外管外径Do(mm)43.0列管玻璃外管内径Di(mm)70.0列管玻璃外管外径Do(mm)76.0测量段(紫铜内管)长度L(m)1.20玻璃转子流量计型号:LZB25泵型号:WB50/025 实验流程如图1所示。 实验的测量手段温度的测量冷水热水进出口
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