气─汽对 流 传 热 综 合 实 验 装 置（计算机控制）说明书天津大学化 工 技 术 基 础 实 验 中 心2003 年 5 月一、实验装置的基本功能和特点本实验装置是以空气和水蒸汽为介质，对流换热的简单套管换热器和强化内管的套管换热器。通过对本换热器的实验研究，可以掌握对流传热系数αi 的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARemPr0.4 中常数A、m的值。通过对管程内部插有螺旋线圈的空气- 水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式Nu=BRem 中常数B、m 的值和强化比Nu/Nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。实验装置的主要特点如下： 1.实验操作方便 , 安全可靠。 2.数据稳定 , 强化效果明显，用图解法求得的回归式与经验公式很接近。 3.水, 电的耗用小 , 实验费用低。4. 传热管路采用管道法兰联接, 不但密封性能好,? 而且拆装也很方便。5. 箱式结构，外观整洁，移动方便。二、强化套管换热器实验简介强化传热又被学术界称为第二代传热技术，它能减小初设计的传热面积，以减小换热器的体积和重量；提高现有换热器的换热能力；使换热器能在较低温差下工作；并且能够减少换热器的阻力以减少换热器的动力消耗，更有效地利用能源和资金。强化传热的方法有多种，本实验装置是采用在换热器内管插入螺旋线圈的方法来强化传热的。螺旋线圈的结构图如图1 所示，螺旋线圈由直径3mm 以下的铜丝和钢丝按一定节距绕成。将金属螺旋线圈插入并固定在管内，即可构成一种强化传热管。在近壁区域，流体一面由于螺旋线圈的作用而发生旋转，一面还周期性地受到线圈的螺旋金属丝的扰动，因而可以使传热强化。由于绕制线圈的金属丝直径很细，流体旋流强度也较弱，所以阻力较小，有利于节省能源。螺旋线圈是以线圈节距H 与管内径d 的比值技术参数，且长径比是影响传热效果和阻力系数的重要因素。科学家通过实验研究总结了形式为mBNuRe的经验公式，其中 B 和 m 的值因螺旋丝尺寸不同而不同。采用实验3-1 中的实验方法确定不同流量下得Rei 与iNu ，用线性回归方法可确定B和 m 的值。单纯研究强化手段的强化效果（不考虑阻力的影响），可以用强化比的概念作为评判准则，它的形式是：0NuNu，其中Nu 是强化管的努塞尔准数，Nu0 是普通管的努塞尔准数，显然，强化比0NuNu＞ 1，而且它的值越大，强化效果越好。三、 设备主要技术数据1. 传热管参数 : 表 1 ...
