傳熱實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)（頁(yè)）

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1、教案實(shí)驗(yàn)：傳熱實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握對(duì)流傳熱系數(shù)e的測(cè)尢方法，加深對(duì)其概念和影響因素的理解;2.應(yīng)用線性冋歸分析方法，確定關(guān)聯(lián)式Nu=ARe'”P(pán)r04中常數(shù)A./〃的值；3.通過(guò)對(duì)管程內(nèi)部插有螺旋線圈的空氣-水蒸氣強(qiáng)化套管換熱器的實(shí)驗(yàn)研究，測(cè)定其強(qiáng)化了解強(qiáng)化傳熱的基本理論和基木方式。二、實(shí)驗(yàn)原理木實(shí)驗(yàn)裝置是光滑套管換熱器，以空氣和水蒸汽為傳熱介質(zhì)。㈠光滑套管換熱器傳熱系數(shù)及其準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的測(cè)定本實(shí)驗(yàn)裝置是由光滑套管換熱器和強(qiáng)化內(nèi)管的套管換熱器組成的，以空氣和水蒸汽為傳熱介質(zhì)。1.對(duì)流傳熱系數(shù)⑷的測(cè)定

2、在該傳熱實(shí)驗(yàn)中，空氣走內(nèi)管，蒸氣走外管。對(duì)流傳熱系數(shù)勺?可以根據(jù)牛頓冷卻定律,用實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定%=°（1）△SxS,式中：％—管內(nèi)流體對(duì)流傳熱系數(shù)，W/（m2-°C）；Qi—管內(nèi)傳熱速率，W；S,—管內(nèi)換熱面積，m'；-內(nèi)壁而與流體間的溫差，°C?！髫斡上率酱_定：Ar=t_上仏（2）mjmw￡式中：/],"—冷流體的入口、岀口溫度，°C;tw—壁面平均溫度，°C；因?yàn)閾Q熱器內(nèi)管為紫銅管，其導(dǎo)熱系數(shù)很大，冃管壁很薄，故認(rèn)為內(nèi)壁溫度、外壁溫度和壁面平均溫度近似相等，用tw來(lái)表示。管內(nèi)換熱面積：S：=Tui.L^式

3、中：必一內(nèi)管管內(nèi)徑，m；厶一傳熱管測(cè)量段的實(shí)際長(zhǎng)度，叫由熱雖衡算式：0人）(5)其屮質(zhì)量流暈由下式求得：3600式中：匕“一冷流體在套管內(nèi)的平均體積流量，n?/h；Cpm—冷流體的定壓比熱，kJ/(kg?°C)；幾一冷流體的密度，kg/m3oC“”,和可根據(jù)定性溫度心查得，t.n為冷流體進(jìn)出口平均溫度…，①切匕町采取一定的測(cè)量手段得到。1.對(duì)流傳熱系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的實(shí)驗(yàn)確尢流休在管內(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Nu=ARe,HPr.(6)其中：Nu=-,Re=U'>'dlP"t,Pr=?"從久

4、i“加幾加物性數(shù)據(jù)2”、Cpm.p沁可根據(jù)定性溫度。查得。經(jīng)過(guò)計(jì)算可知，對(duì)于管內(nèi)被加熱的空氣,普蘭特準(zhǔn)數(shù)Pr變化不大，可以認(rèn)為是常數(shù)，則關(guān)聯(lián)式的形式簡(jiǎn)化為：Nu=ARe'"Pr04(7)這樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定不同流量下的Re與Nu,然后用線性回歸方法確能a和m的值。三、實(shí)驗(yàn)流程和設(shè)備主要技術(shù)數(shù)據(jù)1.設(shè)備主要技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1農(nóng)1實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)管內(nèi)徑d,(mm)20.00實(shí)驗(yàn)內(nèi)管外徑d。(mm)22.0實(shí)驗(yàn)外管內(nèi)徑D(mm)50實(shí)驗(yàn)外管外徑(mm)57.0測(cè)量段(紫銅內(nèi)管)長(zhǎng)度厶(m)1.20強(qiáng)化內(nèi)管內(nèi)插物(

5、螺旋線圈)尺寸絲徑h(mm)1節(jié)距H(mm)40加熱釜操作電壓W200伏操作電流W10安2?實(shí)驗(yàn)流程如圖2所示1.實(shí)驗(yàn)的測(cè)量手段（1）空氣流量的測(cè)量：匕1=5XA。X2xAP(8)其屮，C。-孔板流量計(jì)孔流系數(shù)，cf0.65Ao-孔的面積m2do-孔板孔徑,do=0.014m△P-孔板兩端壓差，Kpa幾-空氣入口溫度（即流量計(jì)處溫度）下密度,Kg/m(9)由于換熱器內(nèi)溫度的變化，傳熱管內(nèi)的體積流量需進(jìn)行校止:(10)匕“一傳熱管內(nèi)平均體積流星，m5/h；JT專熱管內(nèi)平均溫度，°C。1=1圖1空氣-水蒸氣

6、傳熱綜合實(shí)驗(yàn)裝置流程圖I■液位管;；2■儲(chǔ)水罐；3■排水閥；4■蒸汽發(fā)生器；5■強(qiáng)化套管蒸汽進(jìn)口閥;；6■光滑套管蒸汽進(jìn)口閥；7?光華套管換熱器；8-內(nèi)插有螺旋線圈的強(qiáng)化發(fā)管換熱器;9-光滑套管蒸汽出口；10-強(qiáng)化套管蒸汽出口;II?光滑套管空氣進(jìn)口閥；12?強(qiáng)化套管空氣進(jìn)口閥、13■孔板流量計(jì)；14?空氣旁路調(diào)節(jié)閥；15■旋渦氣泵加水口；（2）溫度的測(cè)量空氣進(jìn)出口溫度采川電偶電阻溫度計(jì)測(cè)得，由多路巡檢表以數(shù)值形式顯示（1一光滑管空氣進(jìn)口溫度；2—光滑笛空氣出口溫度；3—強(qiáng)化管空氣進(jìn)口溫度；4—強(qiáng)化管空氣

7、出口溫度：）。壁溫采用熱電偶溫度計(jì)測(cè)量，光滑管的壁溫由顯示表的上排數(shù)據(jù)讀出，強(qiáng)化管的壁溫由顯示表的下排數(shù)據(jù)讀出。（3）電加熱釜蒸汽發(fā)生器的使川體積為5升，內(nèi)裝冇一支2.5kw的螺電熱器，與一?儲(chǔ)水釜和連（實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要保持儲(chǔ)水釜中液位不要低于釜的二分之一，防止加熱器干燒），剛開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)川低電壓（130伏左右），加熱10分鐘后可以相應(yīng)的加髙電壓（150伏一180伏），約15分鐘后水便沸騰，為了安全和長(zhǎng)久使用，建議最高加熱（使用）電壓不超過(guò)200伏（由儀表調(diào)節(jié)電壓）。⑷氣源（鼓風(fēng)機(jī)）乂稱旋渦氣泵,XGB-2型,

8、山無(wú)錫市儀表二廠生產(chǎn)，電機(jī)功率約0.75KW（使用三相電源），在本實(shí)驗(yàn)裝置上，產(chǎn)生的最大和最小空氣流量基本滿足要求，使用過(guò)程中，輸出空氣的溫度呈上升趨勢(shì)。四、實(shí)驗(yàn)方法及步驟1.實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備，檢查工作。（1）向儲(chǔ)水罐中加水至液位計(jì)上端處。（2）檢查空氣流量旁路調(diào)節(jié)閥是否全開(kāi)。（3）檢査蒸氣管支路各控制閥是否己打開(kāi)，保證蒸汽和空氣管線的暢通。⑷接通電源總閘，設(shè)定加熱電壓，啟動(dòng)電加熱器開(kāi)關(guān)，開(kāi)始加熱。2.實(shí)驗(yàn)步驟（1）關(guān)閉通向強(qiáng)化套