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总传热系数的测定实验报告--第1页

实验二：总传热系数的测定

一、实验目的

1、了解换热器的结构与用途；

2、学习换热器的操作方法；

3、掌握传热系数k计算方法；

4、测定所给换热器的逆流传热系数k。

二、实验原理

在工业生产过程中冷热流体通过固体壁面（传热元件）进行热量

传递，称为间壁式换热。间壁式换热过程由热流体对固体壁面的对流传

热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热三部分组成。本

实验热流体采用饱和蒸汽走壳程，冷流体为空气走管程。

当传热达到稳定时，总传热速率与冷流体的传热速率相等时，

巾mc_卯｝

Q—=zp2^z

Ati-At2”亠(T-iz)-(T-

而唸即为lnT^

综上可得叫其中心“

，。

T热流体；

t冷流体；

V冷流体进口处流量计读数；

5’冷流体平均温度下的对应的定压比热容P冷流体进出口平均温

度下对应的密度

三、实验设备及流程

1、实验设备

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传热单元实验装置（换热器、风机、蒸汽发生器），整套实验装置

的核心是一个套管式换热器，它的外管是一根不锈钢管，内管是一根紫

铜管。根据紫铜管形状的不同，我们的实验装置配有两组换热器，一种

是普通传热管换热器，另一种是强化传热管换热器，本实验以普通传热

管换热器为例，介绍总传热系数的测定。

2、实验流程

来自蒸汽发生器的水蒸气从换热器的右侧进入换热器的不锈钢

管。而来自风机的冷空气从换热器的左侧进入换热器的紫铜管，冷热

流体通过紫铜管的壁面进行传热。冷空气温度升高而水蒸汽温度降低，

不凝气体和冷凝水通过疏水阀排出系统，而冷空气通过风机的右侧排出

装置。

四、实验步骤

需测量水蒸气进口温度，出口温度，冷空气进口温度，出口温度，

冷空气的体积流量以及紫铜管的长度及管径。前四项通过仪表读数可获

得，冷空气进口温度可以由另外一块仪表盘读数计算可获得。紫铜

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管的长度及管径是已知的。

1、检查实验装置确保所有阀门都处于关闭状态。打开控制面板上的总电

源开关；

2、向蒸汽发生器水箱中加水，打开蒸汽发生器的电源，水泵开始往蒸汽

发生器中加水，当蒸汽发生器中的水位达到中上部后，水泵自动停

止，此时蒸汽发生器处于加热状态到达符合条件的蒸汽压力后系统会自

动停止加热并处于保温状态；

3、打开冷空气的进口伐和出口阀门，然后在控制面板上开启风机电源开

关让风机工作使套管换热器充满一定量的空气，打开冷凝水的出口阀

门，排出上次实验留下的气体，并保持一定开度；

5、在通水蒸气之前，将蒸汽发生器到实验装置之间管道的冷凝水排除，

具体排除冷凝水的方法是关闭蒸汽进口阀门，打开排冷凝水阀门