實驗五 傳熱實驗正確

實驗五傳熱實驗實驗目的了解換熱器的結構及用途學習換熱器的操作方法了解傳熱系數(shù)的測定方法測定所給換熱器的傳熱系數(shù)K。實驗原理根據(jù)傳熱方程Q=KAΔt，只要測得傳熱速率Q、有關各溫度和傳熱面積，即可算出傳熱系數(shù)K。在該實驗中，利用加熱空氣和自來水通過列管式換熱器來測定K，只要測出空氣的進出口溫度、自來水進出口溫度以及水和空氣的流量即可。在工作過程中，如不考慮熱量損失，則加熱空氣放出的熱量Q1與自來水得到的熱量Q2應相等，但實際上因熱損失的存在，此兩熱量不等，實驗中以Q2為準。實驗流程及實驗裝置本實驗裝置由列管換熱器、風機、空氣電加熱器、管路、轉子流量計、溫度計等組成?？諝庾吖艹?，水走殼程。列管式換熱器的傳熱面積由管徑、管束和管長進行計算?？諝?水蒸氣換熱流程圖1-空氣流量調節(jié)閘閥2-空氣流量調節(jié)旁路閥3-空氣均勻分布器4-可移動實驗框架5-防振軟連接6-風機7-閥8-蒸汽進氣管9-閥10-排不寧性氣體閥門11-冷空氣出口溫度12-蒸汽壓力表13-蒸汽噴汽管14-換熱紫銅管15-空氣轉子流量計16-空氣進口溫度四、實驗步驟及操作要領1、熟悉設備流程，掌握各閥門、轉子流量計和溫度計的作用。2、在實驗開始時，先開水路，再開氣路，最后再開加熱器。3、控制所需的氣體和水的流量。4、待系統(tǒng)穩(wěn)定后，記錄水的流量，進出口溫度，記錄空氣的流量和進出口溫度。記錄設備的有關參數(shù)，重復一次。5、保持空氣的流量不變，該改變自來水的流量，重復第四步。6、保持第四步水的流量，改變空氣的流量，重復第四步。7、實驗結束后，關閉加熱器、風機和自來水閥門操作原則為防止可能的設備后，損壞，必須先開啟鼓風機、空氣流量計閥和冷水閥后，方可開啟電加熱器開關。實驗結束后，則應先關閉電加熱器開關，待裝置冷卻后在關閉空氣、冷水系統(tǒng)。實驗需維持定態(tài)操作。即每次測量時，各操作變量必須維持在同一水準。由于實驗過程中存在不可避免的干擾，需注意各變量的變動情況，并作及時調整，。當冷熱流體流量調整后，應穩(wěn)定足夠長時間方可記錄數(shù)據(jù)。六、實驗數(shù)據(jù)記錄和整理1.設備參數(shù)和有關常數(shù)空氣溫度_20℃_；

大氣壓_0.1_MPa；換熱流型_錯流_；換熱面積0.4m2。2.實驗數(shù)據(jù)記錄表序號空氣流量讀數(shù)m3/h空氣進口溫度℃空氣出口溫度℃水流量L/h水進口溫度℃水出口溫度℃1

16

109.8

27.2

120

17.6

19.42

16

110.1

27.3

120

17.6

19.53

16

109.9

29.5

60

17.7

21.24

16

110.0

29.6

60

17.7

21.25

8

110.7

27.6

60

17.7

19.76

8

109.5

27.5

60

17.8

19.73.數(shù)據(jù)處理序號空氣流量m3/s水流量Kg/s水的算術平均溫度水的比熱J/kg傳熱速率J/s對數(shù)平均溫差△tm換熱面積m2傳熱系數(shù)KW/(m2·℃)K的平均值W/(m2·℃)10.0044440.03333318.54183252.0035.670.417.6617.98520.0044440.03333318.554183262.0735.780.418.3130.0044440.01666719.454183244.0135.780.417.0517.00540.0044440.01666719.454183244.0135.960.416.9650.0022220.01666718.74183139.4335.070.49.949.7760.0022220.01666718.754183132.4634.480.49.60六、實驗結果及討論

1.求出換熱器在不同操作條件下的傳熱系數(shù)。解：換熱器的傳熱量：Q=KSΔtm=Wccpc（t2-t1）=×4.2

×103×(19.4—17.6)=252W=T1-t2=109.8-19.4=90.4℃=T2-t1=27.2-17.6=9.6℃==36.03℃=0.0195=43.5查表可知：=0.99已知傳熱面積A=0.4m2，Q=KAΔtmΔtm==35.67所以==17.66W/(m2·℃)2.對比不同操作條件下的傳熱系數(shù)，分析數(shù)值，你可得出什么結論？答：K值總是接近熱阻大的流體側的α值，實驗中，提高空氣側的α值以提高K值。3.轉子流量計在使用時應注意什么問題？如何校正度數(shù)？答：對于液體：下標1為出廠標定液體，下標2為實際液體：對于氣體：，（轉子材料密度ρf>>ρg），下標1為出廠標定氣體，下標2為實際氣體。4.針對該系統(tǒng)，如何強化傳熱過程才更有效，為什么？答：提高對流傳熱系數(shù)α值，如提高空氣流速，內管加入填充物或采用螺紋管。加熱面在上，制冷面在下。

5.逆流換熱和并流換熱有什么區(qū)別？你能用該實驗裝置加以驗證嗎？答：（1）逆流推動力tm大，載熱體用量少。熱敏物料加熱，控制壁溫以免過高。（2）在相同水流量條件下，在獲得相同Q時，逆流操作的時間較并流所需的時間要少。

6.傳熱過程中，哪些工程因素可以調動？答：（1）增大傳熱面積S。（2）提高傳熱系數(shù)α。（比如流體與固體之間對流換熱的話，可以提高對流換熱系數(shù)，比如固體表面粗糙化、采用強制對流沖刷表面、橫向沖刷管路、改變管束排列方式等；增大角系數(shù)，即盡量使兩表面靠近且正對。）（3）提高溫差Δtm，增加換熱物體間的溫度差。7.該實驗的穩(wěn)定性受哪些因素的影響？答：（1）空氣和蒸汽的流向。 （2）冷凝水不及時排走。 （3）蒸汽冷凝過程中，存在不冷凝氣體，對傳熱的影響

8.你能否對此實驗裝置做些改進，使之能夠用于空氣一側對流傳熱系數(shù)的測定？答：使空氣走殼程，水走管程，根據(jù)流體在管外的強制對流公式，可求出空氣一側的對流傳熱系數(shù)α值?；ぴ韺?/p>