液液傳热实验讲义.docVIP

传热（冷水—热水）综合实验讲义 实验目的 通过对冷水—热水简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数及总传热系数的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。 学会应用线性回归分析方法，确定关联式中常数A、m的值； 实验内容 在套管式换热器中，测定5~6个不同流速下，管内冷水与管间热水之间的总传热系数；流体与管壁面间对流传热系数和。 将测定值同运用与，之间关系式计算得出的值进行比较；计算得出Nu1(实验)和Nu2(计算)的值 对实验数据进行线性回归，求关联式Nu1(实验)=ARemPr0.4和Nu2(计算)=ARemPr0.4中常数A、m的值。 实验原理 总传热系数的测定： 由总传热速率方程式 （1-1） （1-2） 式中：Q —— 传热速率，W； —— 换热管的外表面积，m2； —— 对数平均温度差，℃； —— 基于管外表面积的总传热系数，W/( m2·℃)； 由热量衡算式： （1-3） 式中：—— 冷流体的质量流量，kg/s； —— 冷流体的定压比热，kJ/( kg·℃)； —— 分别为冷流体进、出口温度，℃； （1-4） 式中： —— 传热管的外径，m； L —— 传热管的有效长度，m； （1-5） 式中：T1，T2 —— 分别为热流体进、出口温度，℃； 对流传热系数，的测定 对流传热系数，可以根据牛顿冷却定律来实验测定： （1-6） （1-7） 式中：Si —— 换热管的内表面积， m2； —— 冷流体平均温度， ℃； —— 换热管内壁表面的平均温度，℃； 同理： （1-8） 式中：——　热流体平均温度，　　℃； 　　 ——　换热管外壁表面的平均温度，℃； 因为传热管为紫铜管，其导热系数很大，加上传热管壁很薄故认为，用热电偶来测量。 总传热系数计算式 （1-9） 4、三个准数 （1-10） （1-11） （1-12） 　　冷流体在管内作强制湍流，准数关联式的形式为 其中： 取冷流体的定性温度为定值，物性数据、Cp、、可根据冷流体定性温度查得。则普兰特准数Pr是常数，则关联式的形式简化为： 通过实验确定不同流量下的Re与，然后用线性回归方法确定A和m的值。 实验装置与流程 实验流程图及基本结构参数： 如图2-1所示，实验装置的主体是一根平行的套管换热器，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固定。实验的热流体在电加热釜内加热，其内有2根2.5KW螺旋形电加热器，用220伏电压加热；经热流体循环泵进入换热器的壳程。冷流体由离心泵抽出，由流量调节阀调节，经转子流量计进入换热器的管程。达到逆流换热的效果。 图2-1 水-水热交换器流程及装备图 实验装置： 1—给水阀；2—高位槽；3—流量调节阀；4—转子流量计；5、7、17—铜－康铜热偶； 6、19—热敏电阻温度传感器；8—二次仪表；9—热电偶冷端温度补偿器；10—热电偶接线板； 11—加水口；12—电加热釜；13—液位计；14—加热釜电源；15—热水循环泵；16—泵电机电源； 18—数字温度计；20—传热管；21—套管；22—高位槽溢流。23—离心泵；24—热水流量调节阀； 注意事项 由于采用热电偶测温，所以实验前要检查冰桶中是否有冰水混合物共存。检查热电偶的冷端，是否全部浸没在冰水混合物中。 检查电加热釜中的水位是否在正常范围内。特别是每个实验结束后，进行下一实验之前，如果发现