气－气列管换热实验指导书气－气列管换热实验一、 实 验目的1．测定列管式换热器的总传热系数。2．考察流体流速对总传热系数的影响。3．比较并流流动传热和逆流流动传热的特点。二、基本原理在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，称为间壁式换热。如图(4－1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。达到传热稳定时，有mpptKAttcmTTcmQ12222111（4－1）式中： Q－ 传热量， J / s；m1－ 热流体的质量流率， kg / s；cp1 － 热流体的比热， J / (kg ?℃)；T 1－ 热流体的进口温度，℃；T 2－ 热流体的出口温度，℃；m2－ 冷流体的质量流率， kg / s；cp2－ 冷流体的比热， J / (kg ?℃)；t 1－ 冷流体的进口温度，℃；t 2－ 冷流体的出口温度，℃；K － 以传热面积 A 为基准的总给热系数， W / (m2 ?℃)；mt － 冷热流体的对数平均温差，℃；热、冷流体间的对数平均温差可由式（4— 2）计算，12211221lntTtTtTtTt m（4－2）列管换热器的换热面积可由式（4— 3）算得，dLnA（4— 3）其中，d 为列管直径 （因本实验为冷热气体强制对流换热，故各列管本身的导热忽略，所以 d 取列管内径），L 为列管长度， n 为列管根数，以上参数取决于列管的设计，详见下文附表。由此可得换热器的总给热系数，mtAQK（4— 4）在本实验装置中，为了尽可能提高换热效率，采用热流体走管内、冷流体走管间形式， 但是热流体热量仍会有部分损失，所以 Q 应以冷流体实际获得的热能测算，即)(12222ttCVQp（4— 5）则冷流体质量流量m2已经转换为密度和体积等可测算的量，其中2V 为冷流体的进口体积流量，所以2 也应取冷流体的进口密度， 即需更具冷流体的进口温度 （而非定性温度）查表确定。除查表外，对于在0～ 100℃之间，空气的各物性与温度的关系有如下拟合公式。（1）空气的密度与温度的关系式：523104.5 101.2916tt（2）空气的比热与温度的关系式：60℃以下pC＝1005 J / (kg ? ℃), 70℃以上pC＝1009 J / (kg ? ℃) 。三、 实验装置与流程名称符号单位备注冷流体进口温度t1℃热流体走管内，冷流体走管间。列管规格mm225，即内径逆流出口温度t2℃并流出口温度t2’℃热流体进口温度T 1℃热流体出口温度T 2℃21mm ，共 7 根列管，长 1m，则换热面积共0.462m2。热风流...
