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 Ko
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Q KA tm，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 Q与自来水得到热量
Q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 Q为准。
, 实验流程及设备
四、 实验步骤及操作要领
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
当空气进口温度达到某值（加 120C）并稳定后，改变空气流量，测定不同换热条件
下的传热系数；
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
有关常数
换热面积：0.4m2
实验数据记录表
查相关数据可知:18.8C水的密度20C水的比热容Cp p空气流量：Q气163600
查相关数据可知:
18.8C水的密度
20
C水的比热容Cp p
空气流量：Q气
163600
0.004
水流量：W水 Q水
80 10-3 998.48/3600
0.022
水的算数平均温度:
t平均
t 入 / 18.6 24
21.3 C
序号
帆此□压强
空F尴或数
空气进口温度
空气出口温度
水流量
水避口温度
水出口温度
t：
L/h
r x：
1
16
Id
110.1
￡9. b
60
13. S .
24
2
16
IS
110*2
30* 1
ao
18.6
24.3
L
16
110
32
60
13. S
26.2
2
10
lo
110
32.2
60
13, S
25
1
16
IS
110.2
35.8
40
30.5
1
16
15
109.9
se
40
19.1
30.7
L
1<
11
110.2
34
40
g
28.3
2
16
11
109, E
33.8
40
19.1
28.1
1
16
0
109.9
30,4
40
13. S
243
2
16
6
110
30.3
40
18.9
24. 2
以序号1为例:
传热速率：Q CP W水(t2 t1) 4185 0.022 (24-18.6) 501.437
对数平均温度： tm ———也ln —t
对数平均温度： tm ———也
ln —t1
t2
110.1 24 29.5 18.6
in 110.1 24
29.5 18.6
36.386 C
P 虹
T1
t1
24
18.6
0.06
t1
110.1
18.6
R L
t2
-T2
110.1
29.5
14.9
t1
24
18.6
查图得：
△ t
0.99
△tm
△ t
t m逆
36.386
0.99
36.022 C
传热系数:K —501.437 34.801W m2K
传热系数:
S tm 0.4 36.022
序号
艺气流f
水
算数平场屈
水的比，焦
传热速率
对教平均温差
换燧面枳
传煽系数K
K的平均值
n" /s
ks/s
J A?
J/s
也
wA^k
财tA
1
0.004
213
418?
501 437
36022
34.801
35.725
2
0.004
O.G22
2L4
4185
538 5W
36.738
0.4
36.650
1
0,004
0.C17
22.5
4185
515365
37.S17
0.4
34'070
33 496
2
。.网
0.017
22,4
418?
?01 43〃
38.078
0』
32,922
1
0.004
0.011
24.75
41S5
533.93T
39.997
0?
33.374
33551
2
0* gi
0.011
24.&
4185
538.580
39.M8
0.4
33.74S
1
0.003
0.C11
23.65
41S5
43L793
JP.018
0.4
27.666
27, 340
2
0.005
0011
23 6
41R5
417S64
3S672
Q4
7 014
1
0.002
Mil
2L5
418^
250.711
3队82
0』
17.037
16.STS
2
0.002
0.011
21.55
246075
3切2
0.4
16.858
六、 实验结果及讨论
求出换热器在不同操作条件下的传热系数。
答：如上表所示。
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a值，实验中，提高空气侧的a值以提高 K值。
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， 史1 J—―f 下标1表示出场标定液体，下标 2表示实际
VS2 ； 2 f 1
液体;
对于气体： 竺 ,一四 （转子材料密度p f>> p g）,下标1表示出场标定气体， Vs? ' g2
下标2表示实际气体。
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a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。
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 tm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。
传热过程中，哪些工程因素可以调动？
答：①增大传热面积 S;
提高传热系数a；
提高平均温差 tm
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；
冷凝水不及时排走；
蒸汽冷凝过程中，存在不冷凝气体，对传热有影响。
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a值。
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