传热膜系数测定实验加思考题资料.doc

化工原理实验报告——传热膜系数测定 目录 TOC \o 1-1 \h \u  HYPERLINK \l _Toc15356 一.摘要  PAGEREF _Toc15356 1  HYPERLINK \l _Toc32242 二.实验目的  PAGEREF _Toc32242 1  HYPERLINK \l _Toc24049 三．实验基本原理及内容  PAGEREF _Toc24049 1  HYPERLINK \l _Toc15551 四．实验装置说明及流程图  PAGEREF _Toc15551 3  HYPERLINK \l _Toc4771 五．实验步骤  PAGEREF _Toc4771 4  HYPERLINK \l _Toc11777 六．实验注意事项  PAGEREF _Toc11777 4  HYPERLINK \l _Toc26868 七．实验数据处理  PAGEREF _Toc26868 5  HYPERLINK \l _Toc9313 八．结果与讨论  PAGEREF _Toc9313 8  HYPERLINK \l _Toc13051 九．误差分析  PAGEREF _Toc13051 9  HYPERLINK \l _Toc29568 十．思考题  PAGEREF _Toc29568 9   PAGE \* MERGEFORMAT 9  PAGE \* MERGEFORMAT 1 实验三 传热膜系数测定实验 一.摘要 选用牛顿冷却定律作为对流传热实验的测试原理,通过建立不同体系的传热系统,即水蒸汽—空气传热系统、对普通管换热器进行了强制对流传热实验研究。确定了在相应条件下冷流体对流传热膜系数的关联式。此实验方法可以测出蒸汽冷凝膜系数和管内对流传热系数。本实验采用由风机、孔板流量计、蒸汽发生器等组成的自动化程度较高的装置，让空气走内管，蒸汽走环隙，用计算机在线采集与控制系统测量了孔板压降、进出口温度和两个壁温，计算了传热膜系数α，并通过作图确定了传热膜系数准数关系式中的系数A和指数m（n取0.4），得到了半经验关联式。 关键词：对流传热 对流传热膜系数 蒸汽冷凝膜系数 管内对流传热系数二.实验目的 1.掌握传热膜系数α及传热系数K的测定方法； 2.通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数A和指数m、n的方法； 3.通过实验提高对准数关系式的理解，并分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。 三．实验基本原理及内容 对流传热的核心问题是求算传热膜系数 ，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为： （1） 对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故 （2） 本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数m、n和系数A。 用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re和Pr分别回归。本实验可简化上式，即取n＝0.4（流体被加热）。这样，上式即变为单变量方程，在两边取对数，即得到直线方程： （3） 在双对数坐标中作图，找出直线斜率，即为方程的指数m。在直线上任取一点的函数值代入方程中，则可得到系数A，即： （4） 用图解法，根据实验点确定直线位置有一定的人为性。而用最小二乘法回归，可以得到最佳关联结果。应用微机，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A、m、n。 对于方程的关联，首先要有Nu、Re、Pr的数据组。其准数定义式分别为： , , 实验中改变空气的流量以改变Re准数的值。根据定性温度（空气进、出口温度的算术平均值）计算对应的Pr准数值。同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数α值进而算得Nu准数值。 牛顿冷却定律： （5） 式中： α——传热膜系数，[W/(m2·℃)]； Q——传热量，[W]； A——总传热面积[m2]。 Δtm——管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，[℃] 传热量 可由下式求得： （6） 式中： W——质量流量，[kg/h]； Cp——流体定压比热，[J/(kg·℃)]； t1、t2——流体进、出口温度[℃]； ρ——定性温度下流体密度，[k