化工传热综合实验

化工传热综合实验装置说明书化学与生物工程学院环境工程实训室2025、１ 1 一、实验目得: 1、通过对空气—水蒸气简单套管换热器得实验讨论,掌握对流传热系数α i得测定方法,加深对其概念和影响因素得理解。2、通过对管程内部插有螺旋线圈得空气—水蒸气强化套管换热器得实验讨论, 掌握对流传热系数α i得测定方法,加深对其概念和影响因素得理解。３、学会并应用线性回归分析方法,确定关联式Ｎ u=AR ｅ mP ｒ 0、4中常数A、m 得值。4、由实验数据及关联式 Nu＝A Ｒｅ mPr ０、4计算出 Nu、Nu ０,求出强化比Nu/Nu0,加深理解强化传热得基本理论和基本方式。二、实验内容:1、测定 5-６组不同流速下简单套管换热器得对流传热系数α i。２、测定５－6 组不同流速下强化套管换热器得对流传热系数α i。3、对α i得实验数据进行线性回归,确定关联式 Nu=Ａ RemPr0、4中常数 A、m得数值。４、通过关联式 Nu=ARemＰ r0、4计算出 Nu、Nu ０,并确定传热强化比Ｎu/Nu ０。三、实验原理:１、普通套管换热器传热系数测定及准数关联式得确定:(１)对流传热系数α i得测定:对流传热系数α i可以根据牛顿冷却定律,通过实验来测定。因为α i＜<α o ,所以传热管内得对流传热系数αi≈¿¿K,K(Ｗ／ｍ 2·℃)为热冷流体间得总传热系数,且 K=Qi/(Δt m×si) 所以: α i≈QiΔtm×Si (1)式中:α i—管内流体对流传热系数,W/(m ２·℃); Q ｉ—管内传热速率,W; Si—管内换热面积,m2; Δtmi—管内平均温度差,℃。平均温度差由下式确定: Δtmi=t w−tm (2)式中:tm—冷流体得入口、出口平均温度,℃; tw—壁面平均温度,℃;因为换热器内管为紫铜管,其导热系数很大,且管壁很薄,故认为内壁温度、外壁温度和壁面平均温度近似相等,用 tw 来表示,由于管外使用蒸汽,所以 tw近似等于热流体得平均温度。管内换热面积: Si=πdi Li (3)式中:di—内管管内径,m; Li—传热管测量段得实际长度,m。由热量衡算式: Qi=Wic pi(ti 2−ti1) (4)其中质量流量由下式求得: W i= V i ρi3600 (5)式中:Vi—冷流体在套管内得平均体积流量,ｍ 3 / h; ｃ pi—冷流体得定压比热,ｋＪ / (k ｇ·℃); ρi—冷流体得密度,kg /m ３。cpi和 ρ ｉ可根据定性温度 tm查得,t m=ti 1+ti 22为冷流体进出口平均温度。t ｉ1,ti ２, tw, Vi可实行一定得测量手段得到。(2)对流传热系数准数关联式得实验确定:流体在管内作强制湍流,...