化工原理傳熱膜系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)報(bào)告資料

讀取所有溫度和壓差等參數(shù)，用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的在線采集與控制。認(rèn)的關(guān)聯(lián)式進(jìn)行了比較。(1)測定空氣在圓管內(nèi)作強(qiáng)制湍流時(shí)的給熱系數(shù)α1(2)測定加入靜態(tài)混合器后空氣的強(qiáng)制湍流給熱系數(shù)α1’、通過實(shí)驗(yàn)掌握確定傳熱膜系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式中的系數(shù)A和指數(shù)m、n的方法；3、通過實(shí)驗(yàn)提高對(duì)準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式的理解，將實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果與公認(rèn)的關(guān)聯(lián)式進(jìn)行比較，分析影為：在本文中，采用Excel軟件對(duì)上述準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式中的指數(shù)m、n和系數(shù)A進(jìn)行實(shí)驗(yàn)中通過改變空氣的流量，以改變Re值，根據(jù)定性溫度(空氣進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均值)計(jì)算相應(yīng)的Pr值。同時(shí)，由牛頓冷卻定律，求出不同流速下ln1211Tln1221傳熱牛頓冷卻定律：入A一A(T一t)一(T一t)2mp112m2p321p21Sp2112S本實(shí)驗(yàn)空氣走內(nèi)管，蒸汽走管隙(玻璃管)?？諝膺M(jìn)、出口溫度和管壁溫度分別由鉑電阻(Pt100)和熱電偶測得。測量空氣進(jìn)、出口的鉑電阻應(yīng)置于進(jìn)、出管得中心。測量管壁溫度用一支鉑電阻和一支熱電偶分別固定在管外壁兩端?？装辶髁坑?jì)的壓差由壓差傳感器測得。本實(shí)驗(yàn)使用的蒸汽發(fā)生器由不銹鋼材料制成，裝有玻璃液位計(jì)，加熱功率為1.5kW。線采集與控制，測量點(diǎn)分別為：孔板壓降、進(jìn)出口溫度和兩個(gè)壁溫。管(銅管)，并與套管環(huán)隙中的水蒸氣換熱?？諝獗患訜岷?，排入大氣?？諝獾牧髁坑煽諝庥糜谙诵?yīng)。銅管兩端用塑料管與管路相連，用于消除熱效應(yīng)。(1)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1、先熟悉計(jì)算機(jī)軟件的界面使用和配電箱上各個(gè)按鈕與設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系，檢查蒸汽發(fā)生器2、按下本小組的總電源開關(guān)對(duì)應(yīng)的加熱、風(fēng)機(jī)按鈕。檢查空氣出口溫度計(jì)頂端位于中心偏(2)空氣強(qiáng)制對(duì)流給熱實(shí)驗(yàn)行13次直至達(dá)到最大孔板壓降(本實(shí)驗(yàn)中為4.31kPa)。(3)空氣強(qiáng)化傳熱給熱實(shí)驗(yàn)1、先通過電腦停風(fēng)機(jī)，再將出口溫度計(jì)向上拔約3cm，將靜態(tài)混合器插入管中，并將其固右，使此時(shí)界面中的孔板壓降提示為“0.20kPa”左右。待儀表數(shù)值穩(wěn)定后，記錄數(shù)據(jù)；再(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束計(jì)，再旋轉(zhuǎn)取出混合器放好，并將空氣出口溫度計(jì)放回原位。清理現(xiàn)場，向蒸汽發(fā)生器內(nèi)補(bǔ)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格及計(jì)算舉例給熱給熱系數(shù)α/W?m-141.9.5.9.6Nu/Pr0.4準(zhǔn)值48.6.6.5tw,2/℃4333932820086433403524503902704975782Nu/Pr0.443.649.9.6.0.50.7020.7020.7020.7030.7030.7030.7030.7030.7030.7030.7010.7010.70143.448.0.4.4板降孔板/kPa降管路/kPa進(jìn)口溫度t/℃1溫度t/℃1123456789α'/W?1-1.3.4Nu/Pr0.4標(biāo)準(zhǔn)值46.7降管/kPa路tw,2/℃板降孔板/kPa67進(jìn)口溫度t/℃1溫度t/℃1Nu/Pr0.4.40.7090.7090.7090.709u47.21234550.70931.16.90.70906.47.00.7090515.080.7094649.590.70971040.70980750.70990120.7099685測量點(diǎn)表壓:測量點(diǎn)管路0，管路22t處的空氣密度由純物質(zhì)物理性質(zhì)表查得):p=1.201kg.m-3測量點(diǎn)測量點(diǎn)流量:vp1.201空氣，測量點(diǎn)工作點(diǎn)22作點(diǎn)v工作點(diǎn)v測量點(diǎn)p1.124工作點(diǎn)1v工作點(diǎn)2136001m努塞爾準(zhǔn)數(shù)：Nu=1==43.31dup0.020人17.1人1.124雷諾數(shù)：Re===20245.85 理論值七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果作圖及分析44200.0Ny=0.0093x0.8654R2=0.9983強(qiáng)制湍流標(biāo)準(zhǔn)值y=0.023x0.8R2=1強(qiáng)制湍流00020.04300.0N強(qiáng)化傳熱y=0.023x0.8R2=130.0Rey=0.0207x0.8309R2=0.9962強(qiáng)化傳熱標(biāo)準(zhǔn)值(1)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果的雙對(duì)數(shù)紙坐標(biāo)曲線圖中可以看出，Nu/Pr0.4~Re關(guān)系在強(qiáng)制對(duì)流和強(qiáng)化的對(duì)流傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式的準(zhǔn)確性是很好的。在強(qiáng)制傳熱實(shí)驗(yàn)中，回歸結(jié)果為：y=0.0207x0.8309(R2=0.9962)，即入d將實(shí)驗(yàn)結(jié)果用冪指數(shù)形式的回歸如下：入R空氣強(qiáng)化傳熱時(shí)d入均與公認(rèn)的關(guān)聯(lián)式d有一點(diǎn)偏差。(3)強(qiáng)制湍流實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)值低于理論值，而強(qiáng)化傳熱的實(shí)驗(yàn)值高于理論值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與之定誤差的主要原因可總結(jié)如下：熱系數(shù)。就記數(shù)，造成了一定的操作誤差。 (4)強(qiáng)化傳熱是通過人工干預(yù)提高熱量傳遞速度。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，在相同的雷諾數(shù)下加其他的強(qiáng)化傳熱的措施還主要有：增大傳熱面積和增大擾流等。(5)在實(shí)驗(yàn)中排放不凝氣：理論上如果不打開放氣閥套管內(nèi)的壓力應(yīng)該不斷增大，最后爆，最低不小于0.1kPa。實(shí)驗(yàn)中要合理取點(diǎn)，以保證數(shù)據(jù)點(diǎn)均勻。答：因?yàn)樗魵饽罾淠膶?duì)流給熱系數(shù)很大(5500至500)，而空氣的強(qiáng)制對(duì)流給熱系數(shù)本實(shí)驗(yàn)傳熱系數(shù)方程為：11dd6d1=2+R2+2+R+Kd1d入d2m2銅的導(dǎo)熱系數(shù)，12為污垢熱阻。因1,2和金屬壁熱阻較小，可忽略不計(jì)，則銅的導(dǎo)熱系數(shù)，12為污垢熱阻。因1,2和金屬壁熱阻較小，可忽略不計(jì)，則ww，答：其變量均與壓強(qiáng)值無關(guān)，壓強(qiáng)的變化會(huì)反應(yīng)在流量qv，蒸汽密度，以及進(jìn)出口的溫度2答：由Q=a.A.編t=K.A.編t，忽略污垢熱阻后，熱阻計(jì)算式為=+。得11m22mKaa11 22K24、設(shè)蒸汽溫度恒定，換熱器入口空氣溫度不變，當(dāng)空氣流量增大后，壁溫和出口溫度有什入答：出口溫度降低。由傳熱膜傳熱系數(shù)的方程d，可知傳熱膜系數(shù)α5、橫向比較8套設(shè)備的強(qiáng)制對(duì)流給熱實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)測量得到的α比經(jīng)驗(yàn)值(根據(jù)1入ddd流體的對(duì)流狀況、流體的種類、流體的性質(zhì)、傳熱面的形狀、位置和大小等性質(zhì)有關(guān)。造成dd流體的對(duì)流狀況、流體的種類、流體的性質(zhì)、傳熱面的形狀、位置和大小等性質(zhì)有關(guān)。造成操作誤差。在熱流量Q的計(jì)算中未考慮2V,bV,a