文档介绍：套管换热器液---液热交换系数及膜系数的测定实验九套管换热器液---液热交换系数及膜系数的测定一、实验目的1(加深对传热过程基本原理的理解;2(了解传热过程的实验研究方法。二、实验原理冷热流体通过固体壁所进行的热交换过程,先由热流体把热量传递给固体壁面,然后由固体壁面的一侧传向另一侧,最后再由壁面把热量传给冷热流体。热交换过程即给热---导热---给热三个串联过程组成。若热流体在套管换热器的管内流过,而冷流体在管外流过,设备两端测试点上的温度如图所示。则在单位时间内热流体向冷流体传递的热量,可由热流体的热量衡算方程表示:(1)Q,mC(T,T)sP12就整个热交换而言,有传热速率基本方程经过数学处理,得计算式Q,KA,T(2)m',T,(T,T)111(3)',T,(T,T)222平均温度差可按下式计算:,T,T,,T1122,,ΔT,mln(/),T,T,T212(4),T,T,,T1122,,ΔT,m2,T2由(1)和(2)联立,可得传热总系数计算式:mC(T,T)sP12K,(5)A,Tm就固体壁面两侧的给热过程来说,给热速率基本方程为:,Q,A(T,T)WW1(6)'''Q,,A(T,T)WW2根据热交换两端的边界条件,经数学推导,可得管内给热过程的速率计算式:'Q,,A,T(7)1WW热流体与管内面之间的平均温度差可按下式计算:()()T,TT,T,T,T'1W11W12W22,,ΔT,mln()/()T,TT,TT,T2W21W12W2(8)()()T,TT,T,T,T'1W11W12W22,,ΔT,m2T,T2W2由(1)和(7)联立可得管内传热膜系数的计算式:mCT,T()sP12(9),,1'A,TWm1同理可得到管外给热过程的传热膜系数的公式。流体在圆形直管内作强制对流时,传热膜系数α与各项影响因素(管内径、流速、流体密度、流体黏度、定亚比热容和流体导热系数)之间的关系可关联成如下准数式:mnNu,aRePr;Nu,ad/,;Re,du,/,;Pr,C,/,p上式中系数a和指数m,n的具体数值需要通过实验来测定,则传热膜系数可由上式计算。例如:当流体在圆形直管内作强制湍流时,Re,10000,Pr,~160,1/d,50则流体被冷却时,a值可按下式计算:,,,;()(),a,,,d流体被加热时,a值可按下式计算:,,,;()(),a,,,d当流体在套管环隙内作强制湍流时,上列各式中d用当量直径de替代即可。各项物性常数均取流体进出口平均温度下的数值。图1套管热交换器两端测试点的温度三、((、实验步骤实验前准备工作(1)向恒温循环水槽中灌入蒸馏水或软水,直至溢流管有水溢出为止。(2)开启并调节通往高位稳压水槽的自来水阀门,使槽内充满水,并由溢流管有水流出。(3)将冰碎成细粒,放入冷阱中并掺入少许蒸馏水,使之成粥状。将热电偶冷接触点插入冰水中,盖严盖子。(4)将恒温水槽的温度定为55?,启动恒温水槽的电热器,等温度到达后即可开始实验。(5)实验前需要准备好热水转子流量计的流量标定曲线和热电偶分度表。实验操作步