总传热系数的测定实验指导书.doc

总传热系数的测定实验指导书 训练目的： 1．1熟悉换热装置中的各种设备及名称、各类测量仪表及名称、控制阀门的作用、冷热流体进出口位置等。 1．2了解换热器的结构，掌握对装置的试压、试漏等操作技能。 1．3掌握传热系统的流程和开、停车步骤及常见事故的处理方法。 1．4掌握握换热器总传热系数的测定方法。 1．5了解流体的流量和方向不同时对总传热系数的影响。 1实验内容： 测定套管换热器中水—水物系在常用流速范围内的总传热系数K，分析强化传热效果的途径。 基本原理 在工业生产中，要完成加热或冷却任务。一般是通过换热器来实现的，即换热器必须在单位时间内完成传送一定量的热量以满足工艺要求。换热器的性能指标之一是传热系数K。通过对这一指标的实际测定。可对换热器操作、选用及改进提供依据。 传热系数K值的测定可根据热量衡算式及传热速率方程式联立求解。 传热速率方程式 Q=KSΔtm 通过换热器所传递的热量可由热量衡算式计算。即 Q=WhCph(T1－T2)=WcCpc（t2－t1）＋Q损 若验设备保温良好。Q损失可以忽略不计，所以 Q=WhCph（T1－T2）=WcCpc（t2－t1） 式中 Q—单位时间的传热量， W K－总传热系数。　　　　　　　　　W/（m2·℃） Δtm—传热对数平均温度差，　　　　℃ S—传热面积（这里基于外表面积），　m2 Wh、Wc—热冷流体的质量流量。　　　㎏/㎡ Cph、Cpc—热冷流体的平均定压比热　，J/㎏·℃ T1、T2—热流体的进出口温度，　　　　℃ t1、t2—冷流体的进出口温度，　　　　　℃ Δtm为换热器两端差的对数平均值，即 Δtm= 当Δt2／Δt1≤2时，可以用算术平均温度差（Δt2-Δt1）/2代替对数平均温度差。由上式所计算出口的传热系数K为测量值K测。 传热系数的计算值K计可用下式进行计算： K计= 式中 α0——换热器管外侧流体对流传热系数，W/（m2·℃）； α1——换热器管内侧流体对流传热系数，W/（m2·℃）； δ——管壁厚度， m； λ——管壁的导热系数， W/（㎡·℃）； RS——污垢热阻， ㎡·℃/W。 当管壁和垢层的热阻可以忽略不计时，上式可简化成： K计= 4．实验装置及流程 4．1实验流程 本实验装置由两套套管换热组成，内管均为黄铜管。换热长度为1.25m，公称直径为6mm，外壳Dg=40mm,套管外包有玻璃棉绝热层。 冷水经转子流量计计量进入换热器的冷水管道。进行换热后排出，热水发生器中的水被加热至预定温度后由管道泵至流量计计量，再进入换热器的热水管道，进行热交换后返回热水槽循环使用。在冷、热水进出口处分别装有测温装置。 4．2主要设备及仪表规格 4．2．1套管换热器：内管为紫铜管，dg=6mm,换热管长度L=1.21m;外壳Dg=40mm3． 4．2．2冷热水管dg=15mm 4．2．3热水发生器：2kw 4．2．4流量计：冷水：范围 0-400l/h 热水:范围 0-150l/h 4．2．5测温装置：测温范围 0-100℃，有数字温度显示 4．2．6管道泵 5实验步骤 5．1熟悉流程、管线，检查各阀门的开启们置，熟悉各阀门的作用。 5．2将热水发生器的水位约维持在其高度的2/3，把换向阀门调节为逆流。 5．3打开总电源开关，通过智能程序控温仪设定加热器温度。通电加热并启动管道泵，开启热水调节阀调节热水流量为定值。 5．4当热水发生器温度接近设定值时开启冷水离心泵和出口阀，调节冷水阀使冷水流量为定值。实验过程中注意开启冷静水槽上水阀勿使槽内水位下降太多。 5．5待冷、热水温度稳定后，记录冷、热水的进出口温度。 5．6调节冷水阀，改变冷水流量，测取6个数据。注意，每次流量改变后，须有一定的稳定时间，待有关参数都稳定后，再记录数据。 5．7把换向阀门组调配为并流，调节冷水阀，改变冷水流量，待温度稳定后记录有关参数。 5．8实验结束后，关闭调节阀门，关闭热水泵的电源开关并关闭冷水离心泵出口阀及离心泵，最后关闭总电源。 6实验报告 6．1整理原始数据记录表，将有关数据整理在数据处理表中。 6．2列出实验结果，写出典型数据的计算过程。 附表：原始数据记录及数据处理表 冷 水 热 水 流量计读数 密度 质量 流量 比热 进口 温度 出口 温度 流量计读数 密度 质量 流量 比热 进口温度 出口 温度