对流给热系数测定-对流给热系数的测定实验PPT.docx

对流给热系数测定:对流给热系数的测定实验PPT序号：6化工原理实验报告姓名：×××院系：化学化工学院班级：××××××学号：××××××指导老师：×××同组者：×××、×××试验项目名称：对流给热系数测定实验日期：2012.10.23实验室：7101一、实验目的1.观察水蒸气在水平管外币上的冷凝现象；2.测定空气在圆直管内强制对流给热系数；3.掌握热电阻测温的方法。二、实验原理在套管换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以空气或水，水蒸气冷凝放热以加热空气或水，在传热过程中达到稳定后，有如下公式：VρCp(t2-t1)=α0A0(T-Tw)m=αiAi(tw-t)m(T1-Tw1)-(T2-Tw2)(T-Tw)m=TI-Tw1T2-Tw2(tw1-t1)-(tw2-t2)(tw-t)m=tw1-t1tw2-t2式中：V—被加热流体体积流量，m/s；A0、Ai—内管的外币、外壁的传热面积，m；ρ—被加热流体密度，kg/m；（T-Tw）m—水蒸气与外壁间的对数平均温度差，C；Cp—被加热流体平均热，J/(kgC)；（tw-t）m—内壁与流体间的对数平均温度差；。。323α0、αi—流体对内管内壁的流量和水蒸气对内管外壁的流量给热系数，W/(m2。C)；。t2、t1—被加热流体进、出口温度，C；。T1、T2—蒸气进、出口温度，C；。Tw1、Tw2、tw1、tw2—外壁和内壁上进、出口温度，C。当内管材料导热性能很好，即λ值很大，切管壁厚度很薄时，可认为Tw1=tw1，Tw2=tw2，即为所测得的该点的壁温。VρCp(t2-t1)VρCp(t2-t1)则：α0=，αi=A0(T-Tw)mA0(T-Tw)m若能测得被加热流体的V、t2、t1，内管的换热面积A0或Ai，以及水蒸气温度T，壁温Tw1、Tw2，即可计算实测的水蒸气平均冷凝给热系数和实测的流体在管内的平均冷凝给热系数。三、实验装置与流程1.实验装置如图1所示。图1水蒸气—空气换热流程图2.设备与仪表规格（1）紫铜管规格：直径φ21×2.8mm，长度L=1000mm（2）外套玻璃管规格：直径φ100×5mm，涨肚L=1000mm（3）压力表规格：0—0.1MPa四、实验步骤1.打开总电源空气开关，打开仪表及巡检仪电源开关，给仪表上电。2.打开仪表台上的风机电源开关，让风机工作，同时打开阀4，让套管换热器里冲有一定量的空气。3.打开阀1，注意只开一定开度，开的太大会让换热器里的蒸汽跑掉，开的太小会使玻璃管里的蒸汽压力聚集而产生玻璃管炸裂。4.在做实验前，应将蒸汽发生器到实验装置之间的冷凝水排除，否则夹带冷凝水的蒸汽会损坏压力表及压力变送器。5.刚开始通入蒸汽时，要仔细调节阀3的开度，让蒸汽徐徐流入换热器中，逐渐加热，由“冷态”转变为“热态”，不得少于10分钟，以防止玻璃管因突然受热、受压而爆裂。6.当一切准备好后，打开蒸汽进口阀3，蒸汽压力调到0.01MPa，并保持蒸汽压力不变。7.手动调节空气流量时，可通过调节空气的进口阀4，改变冷流体的流量到一定值，等稳定后记录实验数值；改变不同流量，记录不同流量下的实验数值。8.记录3到5组实验数据，完成实验，关闭蒸汽进口阀3可空气进口阀4，关闭仪表电源和风机电源。9.关闭蒸汽发生器。五、数据记录与处理1将实验数据填入下表：表1不同流量下各测温点的温度流量m/h3冷空气进。冷空气出。管内壁进。管内壁出。管外壁进。管外壁进。口温度/C口温度/C口温度/C口温度/C口温度/C口温度/C12.015.018.021.024.040.140.941.541.742.278.978.678.077.577.2102.2102.0101.7101.9101.998.698.498.298.498.3102.1101.9101.6101.7101.7102.3102.2101.9102.0102.12.计算冷流体给热系数，将实验值与理论值列表比较，计算各点误差，并分析讨论。其中以第一组数据为例已知40℃时，ρ=1.128kg/m3CP=1.005×103J/(kg℃)102.3-102.1。（T-Tw）m=C102.3In102.178.9-40.1。（tw-t）m==57.33C78.9In40.1α0=VρCp(t2-t1)12.0×1.128×1.005×57.332。C)A0(T-Tw)m1×2×3.14×0.0154×102.20理论值α=81.14W/(m2。C)相对误差η=81.14-78.91×100%=2.75%81.14表2不同流量下冷流体给热系数的比较流量m/h12.015.018.021.024.03所有结果列于下表：α0/W/(m2。C)78.9199.43119.94139.60159.99α理论值W/(m2。C)相对误差η/%2