實(shí)驗(yàn)三傳熱系數(shù)K和給熱系數(shù)α的測(cè)定PDF.doc

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1、實(shí)驗(yàn)三傳熱系數(shù)K和給熱系數(shù)α的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解間壁式傳熱元件和給熱系數(shù)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)組織方法2.學(xué)會(huì)給熱系數(shù)測(cè)定的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法3.了解影響給熱系數(shù)的因素和強(qiáng)化傳熱的途徑。二、實(shí)驗(yàn)原理在工業(yè)生產(chǎn)中間壁式換熱器是經(jīng)常使用的換熱設(shè)備。熱流體借助于傳熱壁面將熱量傳遞給冷熱體以滿足生產(chǎn)工藝的要求。影響換熱器傳熱速率的參數(shù)有傳熱面積、平均溫度差和傳熱系數(shù)三要素。為了合理選用或設(shè)計(jì)換熱器應(yīng)對(duì)其性能有充分的了解。除了查閱文獻(xiàn)外換熱器性能實(shí)測(cè)是重要的途徑之一。傳熱系數(shù)是度量換熱器性能的重要指標(biāo)。為了提高能量的利用率提高換熱器的傳熱系數(shù)以強(qiáng)化傳熱過(guò)程在生產(chǎn)實(shí)踐中是經(jīng)常遇到的問(wèn)題。

2、在熱流體對(duì)固體壁面的對(duì)流給熱固體壁面的熱傳導(dǎo)和固體對(duì)冷流體的對(duì)流給熱三個(gè)傳熱過(guò)程中所涉及的熱量衡算為QQQQQTKA(Tt)hAh(Ttw1)cAc(tw2t)Am(tw1tw2)tw1tw1tw2tw2tTt1111KAAA在所考慮的這個(gè)傳熱過(guò)程忠所涉及的參數(shù)共有13個(gè)采用因次分析方法π=13-4=9個(gè)無(wú)因次數(shù)群。該方法的基本處理過(guò)程是將研究的對(duì)象分解成兩個(gè)或多個(gè)子過(guò)程。即分別對(duì)α1、α2進(jìn)行研究無(wú)因次處理得dducpbcf(,)Nua0RePr1傳熱系數(shù)K的實(shí)驗(yàn)測(cè)定熱量衡算式和傳熱速率方程式熱量衡算式傳熱速率式其中tm(T1t2)(T2t1)lnT1t2兩式聯(lián)立

3、得Kqcccpc(t2t1)2給熱系數(shù)α的實(shí)驗(yàn)測(cè)定熱量衡算式和傳熱速率方程式熱量衡算式傳熱速率式其中tmc(tw上t2)(tw下t1)lntw上下t2兩式聯(lián)立得cqcccpc(t2t1)三、實(shí)驗(yàn)組織方法qc----空氣流量計(jì)1個(gè)t1、t2-----冷流體進(jìn)、出口溫度計(jì)2個(gè)T-----水蒸汽溫度計(jì)1個(gè)tw上、tw下-----上壁溫、下壁溫溫度計(jì)2個(gè)P---裝1個(gè)壓力表配上套管換熱器、蒸汽發(fā)生爐、疏水器、閥門管路、涼水塔系統(tǒng)組成如下實(shí)驗(yàn)裝置。1實(shí)驗(yàn)流程2實(shí)驗(yàn)步驟1.先開(kāi)蒸汽發(fā)生爐待上壁溫開(kāi)始升溫后開(kāi)空氣輸送開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì)為222.打開(kāi)不凝性氣體放氣閥“開(kāi)-關(guān)”重復(fù)2次

4、3.整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作控制蒸汽壓力恒定在0.04Mpa以下某一刻度改變唯一操作變量即空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)閥門開(kāi)度達(dá)到改變流速的目的4.實(shí)驗(yàn)布點(diǎn)采用小流量和打流量分別布點(diǎn)集中原則因?yàn)槭侵本€原因5.待冷流體出口溫度顯示值保持5min以上不變時(shí)方可同時(shí)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)先關(guān)蒸汽進(jìn)口調(diào)節(jié)閥保持空氣繼續(xù)流動(dòng)10min以足夠冷卻壁溫保護(hù)熱電偶接觸正常。四、數(shù)據(jù)處理1原始數(shù)據(jù)記錄裝置號(hào)d外=19mmδ=1.5mmL=1.3m序號(hào)蒸汽壓力蒸汽溫度空氣流量空氣進(jìn)口空氣出口下端壁溫上端壁溫℃℃℃℃℃2數(shù)據(jù)計(jì)算過(guò)程1.定性溫度tmt1t2查《化工原理》附錄干空氣的物理化學(xué)性質(zhì)內(nèi)插法求空氣平均ρ

5、Cpλμ2)換熱器流通面2積A流通=πd內(nèi)徑/4A換熱=πd內(nèi)徑l3)空氣流量、流速流速u=q/A4)傳熱量5)總傳熱系數(shù)的計(jì)算Kqcccpc(t2t1)A為換熱面積其中tm(T1t2)(T2t1)lnT1t26)給熱系數(shù)α的計(jì)算cqcccpc(t2t1)A為換熱面積其中tmc(tw上t2)(tw下t1)lntw上下t27準(zhǔn)數(shù)值ducpdRePrNu利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出準(zhǔn)數(shù)值再進(jìn)行曲線擬合注意取全部小組的數(shù)據(jù)點(diǎn)不是一兩個(gè)同學(xué)的數(shù)據(jù)點(diǎn)的基礎(chǔ)上求出bc。中的常數(shù)a0、bc=0.4五、思考題1何為因次分析法2影響對(duì)流傳熱系數(shù)的主要因素有哪些3如何強(qiáng)化空氣方的傳熱系數(shù)4該實(shí)驗(yàn)過(guò)程

6、傳熱的阻力主要在那里