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《化工原理實驗傳熱實驗報告.doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、傳熱膜系數(shù)測定實驗（第四組）一、實驗?zāi)康?、了解套管換熱器的結(jié)構(gòu)和壁溫的測量方法2、了解影響給熱系數(shù)的因素和強(qiáng)化傳熱的途徑3、體會計算機(jī)采集與控制軟件對提高實驗效率的作用4、學(xué)會給熱系數(shù)的實驗測定和數(shù)據(jù)處理方法二、實驗內(nèi)容1、測定空氣在圓管內(nèi)作強(qiáng)制湍流時的給熱系數(shù)α12、測定加入靜態(tài)混合器后空氣的強(qiáng)制湍流給熱系數(shù)α1’3、回歸α1和α1’聯(lián)式中的參數(shù)A、a*4、測定兩個條件下銅管內(nèi)空氣的能量損失二、實驗原理間壁式傳熱過程是由熱流體對固體壁面的對流傳熱，固體壁面的熱傳導(dǎo)和固體壁面對冷流體的對流傳熱三個傳熱過程所組成。由于過程復(fù)雜
2、，影響因素多，機(jī)理不清楚，所以采用量綱分析法來確定給熱系數(shù)。1）尋找影響因素物性：ρ，μ，λ，cp設(shè)備特征尺寸：l操作：u，βgΔT則：α=f（ρ，μ，λ，cp，l，u，βgΔT）2）量綱分析ρ[ML-3]，μ[ML-1T-1]，λ[MLT-3Q-1]，cp[L2T-2Q-1]，l[L]，u[LT-1]，βgΔT[LT-2]，α[MT-3Q-1]]3）選基本變量（獨立，含M，L，T，Q-熱力學(xué)溫度）ρ，l，μ,λ4）無量綱化非基本變量α：Nu＝αl/λu:Re＝ρlu/μcp:Pr＝cpμ/λβgΔT:Gr＝βgΔTl3ρ2/
3、μ25）原函數(shù)無量綱化6）實驗Nu＝AReaPrbGrc強(qiáng)制對流圓管內(nèi)表面加熱：Nu＝AReaPr0.4圓管傳熱基本方程：熱量衡算方程：圓管傳熱牛頓冷卻定律：圓筒壁傳導(dǎo)熱流量：空氣流量由孔板流量測量：[m3h-1，kPa]空氣的定性溫度：t=(t1+t2)/2[℃]三、實驗流程1、蒸汽發(fā)生器2、蒸汽管3、補(bǔ)水漏斗4、補(bǔ)水閥5、排水閥6、套管換熱器7、放氣閥8、冷凝水回流管9、空氣流量調(diào)節(jié)閥10、壓力傳感器11、孔板流量計12、空氣管13、風(fēng)機(jī)圖1、傳熱實驗流程套管換熱器內(nèi)管為φ27×3.5mm黃銅管,長1.25m,走冷空氣，外
4、管為耐高溫玻璃管，殼程走100℃的熱蒸汽。進(jìn)、出口溫度由鉑電阻（Pt100）測量，使用時測溫點位于管道中心。壁溫1、壁溫2由熱電偶測量，測溫點通過錫焊嵌入管壁中心，測量值為壁中心溫度。蒸汽發(fā)生器加熱功率為1.5kW，變頻器為西門子420型，風(fēng)機(jī)為XGB型旋渦氣泵，最大靜風(fēng)壓17kPa，最大流量100m3/h。此外，還用到了北京化工大學(xué)化工原理實驗室開發(fā)的數(shù)據(jù)采集與控制軟件。四、實驗操作1、檢查蒸汽發(fā)生器中的水位，約占液位計高度4/5左右，如不夠需加水；2、按下總電源、加熱器、風(fēng)機(jī)綠色按鈕，開儀表開關(guān)，等待20分鐘套管間充滿水蒸
5、汽；3、約到15分鐘時，觀察壁溫1、壁溫2的變化以及水蒸汽的滴狀冷凝情況；4、當(dāng)有蒸汽和不凝性氣體從套管間排出時，全開流量調(diào)節(jié)閥，用鼠標(biāo)點擊上圖中綠色按鈕啟動風(fēng)機(jī)預(yù)熱設(shè)備5分鐘；5、通過計算機(jī)間隔3～4Hz調(diào)節(jié)頻率10→50→10Hz，每個點穩(wěn)定約1.5分鐘記錄數(shù)據(jù)，注意隨時查看結(jié)果，調(diào)整布點及發(fā)現(xiàn)錯誤等；6、加入靜態(tài)混合器進(jìn)行強(qiáng)化傳熱實驗，先將出口溫度計拔出，旋轉(zhuǎn)放入混合器，再將溫度計放回中心位置。調(diào)節(jié)頻率10→50Hz，孔板壓降最小值大于0.1kPa；7、測完數(shù)據(jù)關(guān)風(fēng)機(jī)，2分鐘后，檢查壁溫100℃基點偏差；8、關(guān)閉加熱器，
6、與6步相同取出靜態(tài)混合器放好，檢查液位加水，關(guān)閉計算機(jī)。五、實驗數(shù)據(jù)表1選擇上行數(shù)據(jù)空氣普通對流給熱系數(shù)表（l=1.25,d=0.020m），100℃基點=99.9℃序號空氣入口溫度/℃空氣出口溫度/℃壁溫1T1/℃壁溫2T2/℃孔板壓降/Kpa氣速u/m*s-1空氣流量/m3*h-1熱流量Q/W給熱系數(shù)/W*m-2K-1131.262.710099.34.2750.757557.3763558.6280139.2843233.764.499.899.43.0442.249447.7588450.1721117.1391333
7、.16599.899.5341.948347.4184464.4346121.0455431.765.399.999.61.2626.258529.6826306.751979.169153065.799.899.70.7619.985222.5913248.571563.6042629.16610099.70.4815.593317.6267200.656551.0682728.366.599.899.80.3212.527114.1606166.958042.5449827.766.999.899.80.2310.4810
8、11.8477143.390236.559692767.1100.199.80.158.32079.4057116.540729.53721026.566.599.899.80.2310.481011.8477146.687036.85881126.166.810099.80
