实验三传热实验

实验三传热实验一、实验目的1.了解换热器的结构及用途。2.学习换热器的操作方法。3.了解传热系数的测定方法。4.测定所给换热器的传热系数K。5.学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程，并实验之。二、实验原理根据传热方程Q=KAΔtm，只要测得传热速率Q、有关各温度和传热面积，即可算出传热系数K。在该实验中，利用加热空气和自来水通过列管式换热器来测定K，只要测出空气的进出口温度、自来水进出口温度以及水和空气的流量即可。在工作过程中，如不考虑热量损失，则加热空气放出的热量Q1与自来水得到的热量Q2应相等，但实际上因热损失的存在，此两热量不等，实验中以Q2为准。三、实验流程及设备本实验装置由列管换热器、风机、空气电加热器、管路、转子流量计、温度计等组成。空气走管程，水走壳程。列管式换热器的传热面积由管径、管数和管长进行计算。四、实验步骤及操作要领1.熟悉设备流程，掌握各阀门、转子流量计和温度计的作用。2.在实验开始时，先开水路，再开气路，最后再开加热器。3.控制所需的气体和水的流量。4.待系统稳定后．．．．．．，记录水的流量、进出口温度，记录空气的流量和进出口温度，记录设备的有关参数。重复1次。5.保持空气的流量不变，改变自来水的流量，重复第4步。6.保持第4步水的流量，改变空气的流量，重复第4步。7.实验结束后，关闭加热器、风机和自来水阀门。五、实验数据记录和整理1.设备参数和有关常数列管换热器的管数n根；管长lm；管径dm；空气温度21.2Co；大气压0.1013MPa；转子材料；换热流型错流；换热面积0.42m2.实验数据记录表序号风机出口压强OmH2空气流量读数hm/3空气进口温度Co空气出口温度Co水流量hL/水进口温度Co水出口温度Co11.61611029.712018.720.621.61611029.712018.720.711.61611031.48018.721.621.61611031.38018.721.611.61611033.74018.824.421.61611033.84018.824.511.61111031.64018.822.921.61111031.54018.822.911.6611029.44018.821.321.6611029.34018.821.23.数据处理表序号空气流量310sm/3水流量210skg/水的算术平均温度Co水的比热KkgJ/14.443.3319.65418324.443.3319.70418314.442.2220.15418324.442.2220.15418314.441.1121.60418324.441.1121.65418313.061.1120.85418323.061.1120.85418311.671.1120.05418321.671.1120.004183续表传热速率sJ/对数平均温差mtCo换热面积2m传热系数KKmW2/K的平均值KmW2/264.3837.420.417.6618.14278.2937.390.418.6118.14269.0239.020.417.2417.26269.0238.910.417.2917.26259.7440.440.416.0616.19264.3840.510.416.3216.19190.1738.750.412.2712.29190.1738.640.412.3012.29115.9636.760.47.897.74111.3236.670.47.597.74计算过程（以第一组序号1为例）smVs/1044.436001633-空气skgWe/1033.3948.997360010001202-水CTo65.196.207.18均sJTTcWQpe/38.2647.186.2041871033.3212CTtTo107.187.29121CTtTo4.896.20110212CTTTTtom42.37104.89ln104.89ln1212mtAKQKmWtAQKm2/66.1742.374.038.264六、实验结果及讨论1.求出换热器在不同操作条件下的传热系数。2.对比不同操作条件下的传热系数，分析数值，你可得出什么结论？答：传热系数K与热阻较大一侧（空气侧）对流传热系数更接近。3.转子流量计在使用时应注意什么问题？如何校正读数？答：注意事项：应在无振动的管道上使用，使用过程中应竖直，不能有明显倾斜。校正读数：让稳定流体通过待校准流量计，使转子悬浮于一定高度，再将该流体通于另一标准转子流量计，得到读数，从而确定待校正流量计转子在已知高度处读数。应用不同流量流体得到准确刻度。4.针对该系统，如何强化传热过程才更有效，为什么？答：换热器中增加隔板，提高湍流程度；增大换热面积；提高空气流量或减小水流量。5.逆流换热和并流换热有什么区别？你能用该实验装置加以验证吗？答：逆流换热传热推动力（温差）较大，换热效率较高。验证：水流量相同的情况下，得到相同传热速率较快的一组为逆流换热。6.传热过程中，哪些工程因素可以调动？答：热流体在管入口处的温度、换热面积、流体流向。7.该实验的稳定性受哪些因素的影响？答：影响因素:空气和水的流速的稳定性，空气和水的流型和流向。8.你能否对此实验装置作些改进，使之能够用于空气一侧对流传热系数的测定？答：令热空气走壳程，水走管程，根据流体在管外的强制对流公式，计算空气一侧的对流传热系数。