文档介绍：一、实验目的
1. 掌握对流传热系数的实验测定方法,加深对其概念和影响因素的理解;
2. 了解强化对流传热的基本理论和基本方法;
3. 了解对流传热准数关联式的建立及其使用。
二、实验任务
1. 测定不同流速下,空气、水蒸气在套管换热器内进行的对流传热过程中空气
侧(管程流体)的对流传热系数。
2. 确定努塞尔准数关联式Nu=、m的值。
三、实验原理
1. 对流传热系数的测定
根据牛顿冷却定律,管内流体的对流传热系数:
=
符号说明: —管内流体对热传热系数,W/(㎡•℃)
—传热量,W, Qi=, ;
—管壁温度和管内流体温度的对数平均值,℃;
=
—换热面积, =, m2;
、—冷流体的进口、出口温度(℃);
tW –平均壁面温度;
—内管内径,m ;
—传热管测量段的实际长度,m;
—冷流体的平均体积流量,m3/h
—冷流体的定压比热,J/(kg·℃)
—冷流体的密度,kg/ m3
注: 和可根据定性温度t=(+)/2查得。
2. 对流传热系数准数关联式的实验确定
流体在管内作强制湍流且被加热时,努塞尔准数关联式为:
Nu=
即:lgNui=lg(A )+m lgRei
其中:
注:物性数据、、、可根据定性温度t=(+)/2查得。
通过实验确定不同流量下的与,然后绘制lgNu~lgRe关系图(直线),由斜率计算m、由截距计算A。
四、实验装置与流程
实验装置由套管换热器(内管为紫铜材质,外管为玻璃管)、蒸气发生器(电加热, KW)、风机、流量计组成。装置图见实物。
空气由风机供应,经调节阀调节流量、流量计计量后进入套管换热器内管中。蒸汽发生器中产生的水蒸气自然上升进入换热器壳程,与管程空气逆流换热后经放空阀排出。
五、实验步骤
,使其保持在水罐高度的1/2~2/3,以免干烧。
2. 开启电源总开关,打开加热开关生产蒸汽,待蒸汽排空阀处有蒸汽喷出时关
闭蒸汽排空阀。
3. 启动风机,将空气流量控制在某一定值,待各显示数值稳定后,读数并记录。
(注意:流量调节必须由大到小进行),重复步
骤3(采集6组数据)。
5. 实验结束后,先停蒸汽发生器电源,再停风机,清理现场。
六、实验数据记录及处理
1. 对流传热系数的测定
di= m,Li= m,Si= m2
序
号
空气流量Vi
m3/h
ui
m/s
壁温1
℃
壁温
2
℃
平均
壁温
℃
ti1
℃
ti2
℃
定性
温度
t
℃
Δtm
℃
ρi
μi
λi
cpi
Qi
αi
1
2
3
4
5
6
2. 对流传热系数准数关联式的实验确定
序号
Rei
Pri
Nui
1
2
3
4
5
6
lg Nu ~ lg Re函数关系图:
直线斜率: ; 直线截距: ;
得:m= ; A= 。
即此实验确定的努塞尔准数关联式为:
七、思考题