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实验五传热实验

实验目的

了解换热器的结构及用途。

学习换热器的操作方法。

了解传热系数的测定方法。

测定所给换热器的传热系数Ｋ。

学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程,并实验之。

实验原理

根据传热方程,只要测得传热速度Q、有关各温度和传热面积,即可算出传热系数K。在该实验中,利用加热空气和自来水通过列管式换热器来测定Ｋ，只要测出空气的进出口温度、自来水的进出口温度以及水和空气的流量即可。

在工作过程中，如不考虑热量损失，则加热空气放出的热量Ｑ1与自来水得到热量Q２应相等,但实际上因热量损失的存在，此两热量不等,实验中以Q２为准。

实验流程及设备

实验步骤及操作要领

１.开启冷水进口阀、气源开关，并将空气流量调至合适位置，然后开启空气加热电源开关

2.当空气进口温度达到某值（加120℃）并稳定后,改变空气流量,测定不同换热条件下的传热系数；

3.试验结束后,先关闭电加热器开关。待空气进口温度接近室温后，关闭空气和冷水的流量阀,最后关闭气源开关；

实验数据

１.有关常数

换热面积:0.4m2

2.实验数据记录表

以序号1为例:

查相关数据可知：18．8℃水的密度

20℃水的比热容

空气流量：

水流量:

水的算数平均温度：

传热速率：

传热系数：

实验结果及讨论

1.求出换热器在不同操作条件下的传热系数。

答:如上表所示。

2．对比不同操作条件下的传热系数，分析数值，你可得出什么结论?

答:K值总是接近热阻大的流体侧的α值,实验中,提高空气侧的α值以提高K值。

3．转子流量计在使用时应注意什么问题？如何校正?

答：对于液体而言，下标１表示出场标定液体,下标２表示实际液体;

对于气体：（转子材料密度ρｆρg）,下标1表示出场标定气体，下标2表示实际气体。

4.针对该系统，如何强化传热过程才更有效？为什么?

答:提高对流传热系数α值，如提高空气流速，内管加入填充物或采用螺纹管,加热面在上,制冷面在下。

５.逆流换热和并流换热有什么区别？你能用该实验装置加以验证吗？

答:①逆流推动力大,载热体用量少，热敏物料加热,控制壁温以免过高；

②在相同水流量条件下,在获得相同Ｑ时，逆流操作的时间较并流所需时间要少。

6．传热过程中,哪些工程因素可以调动？

答:①增大传热面积S;

②提高传热系数α；

③提高平均温差

７.该实验的稳定性受哪些因素的影响？

答:①空气和蒸汽的流向;

②冷凝水不及时排走;

③蒸汽冷凝过程中,存在不冷凝气体,对传热有影响。

8.你能否对此实验装置做些改进,使之能够用于空气一侧对流传热系数的测定？

答：让空气走壳程，水走管程,根据流体在管外的强制对流公式，可提出空气一侧的对流传热系数α值。