内容发布更新时间 : 2024/11/16 11:36:31星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

传热实验

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一、 实验名称：

传热实验

二、实验目的：

1.熟悉套管换热器的结构；

2.测定出K、?，整理出Nu?Re的关系式，求出A、m.

三、实验原理：

本实验有套管换热器4套，列管式换热器4套，首先介绍套管换热器。 套管换热器管间进饱和蒸汽，冷凝放热以加热管内的空气，实验设备如图2-2-5-1（1）所示。

传热方式为：冷凝—传导—对流 1、传热系数可用下式计算： K?(1)

qAm??tm[W/m2?k]

图2-2-5-1（1） 套管换热器示意图

式中：q——传热速率[W] A——传热面积[m] △tm—传热平均温差[K] 1传热速率q用下式计算： ○

2

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q?VS?Cp(t2?t1)[W] （2） 式中：VS?Vh/3600——空气流量[m/s]

3

Vh——空气流量[m/h]

3

?——空气密度[kg/m3]，以下式计算：

??0.4645(Pa——大气压[mmHg]

Rp——空气流量计前表压[mmHg] t1——空气进换热器前的温度[℃]

Cp——空气比热[J/kg?K]，查表或用下式计算：

Cp?1009?0.04tm[J/kg?K] （4） tm=(t1+t2)/2——空气进出换热器温度的平均值（℃） t2——空气出口温度[℃]

②传热平均面积Am：

2 Am??dmL[m] （5）

pa?RP)[kg/m3] （3）

273?t1式中：dm=传热管平均直径[m]

L—传热管有效长度[m ]

③传热平均温度差△tm用逆流对数平均温差计算：

T←——T t1——→t2 ?t1?(T?t1),?t2?(T?t2)

?tm??t1??t2 (6) ?tln1?t2式中：T——蒸汽温度[℃]

2、传热膜系数（给热系数）及其关联式

空气在圆形直管内作强制湍流时的传热膜系数可用下面准数关联式表示：

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mn Nu?ARePr （7）

式中：Nu——努塞尔特准数

Re——雷诺准数 Pr——普兰特准数

A——系数，经验值为0.023 m——指数，经验值为0.8

n——指数，经验值为：流体被加热时n=0.4，流体被冷却n=0.3 为了测定传热膜系数，现对式（7）作进一步的分析：

Nu??d （8） ?2

α——空气与管壁间的传热膜系数[W/m·k] 本实验可近似取α=K[传热系数]，也可用下式计算：

??qAi(tW?tm)2

（9）

Ai——传热管内表面积[m] tW——管壁温[℃]

tm——空气进、出口平均温度[℃] d——管内径[m]

λ——空气的导热系数[W/m·k]，查表或用下式计算：

λ=0.0244+7.8×10tm （10） Re?-5

du?? （11）

u——空气在加热管内的流速[m/s]

μ——空气定性温度（tm）下的粘度[pa·s]，查表或用下式计算：

μ=1.72×10+4.8×10tm （12）

d，ρ——意义同上。 Pr?-5

-8

CP?? （13）

Cp, μ, λ——意义同上

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