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传热〔冷水一热水〕综合实验
、实验目的:
1、通过对冷水一热水简单套管换热器的实验研究,掌握对
Twm——换热管外壁外表的平均温度,C;
因为传热管为紫铜管,其导热系数很大,加上传热管壁很薄故认为
K°
1
d°
bd°
1°
idi
dm
4、三个准数
Pr
Cp
Nu
d
Re
ud_
3、总传热系数计算式
〔1-8〕Twmtwm,Twm用热电偶来测量。〔1-9〕〔1-10〕〔1-11〕〔1-12〕
冷流体在管内作强制湍流,准数关联式的形式为NuARemPrn其中:
取冷流体的定性温度为定值,物性数据、Cp、、可根据冷流体定性温度查得。则普兰特准数Pr是常数,则关联式的形式简化为:
,然后用线性回归方法确定A和m的值。
四、实验装置
实验流程图及基本结构参数:
如图2-1所示,实验装置的主体是一根平行的套管换热器,内管为紫铜材质,外管为不锈钢管,两端用不锈钢法兰固定。实验的热流体在电加热釜内加热,其
KW螺旋形电加热器,用220伏电压加热;经热
流体循环泵进入换热器的壳程。冷流体由离心泵抽出,由流量调节阀调节,经转子流量计进入换热器的管程。到达逆流换热的效果。
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图2-1
水-水热交换器流程及装备图
实验装置:
1—给水阀;2一高位槽;
3—流量调节阀;
4一转子流量计;5、7、17一铜一康铜热偶;
6、19—热敏电阻温度传感器;8一二次仪表;9—热电偶冷端温度补偿器;10一热电偶接线板;11—加水口;12一电加热釜;13一液位计;14—加热釜电源;15—热水循环泵;16—泵电机电源;18一数字温度计;20一传热管;21-套管;22—高位槽溢流。23—离心泵;24—热水流量调节阀;五、注意事项1、由于采用热电偶测温,所以实验前要检查冰桶中是否有冰水混合物共存。检查热电偶的冷端,是否全部浸没在冰水混合物中。
2、检查电加热釜中的水位是否在正常范围内。特别是每个实验结束后,进行下一实验之前,如果发现水位过低,应及时补给水量。
3、调节流量后,应在流量计读数稳定后再读取实验数据。
六、报告内容1、传热实验的原始数据表、数据结果表〔换热量、传热系数、各准数以及重要的中间计算结果〕、准数关联式的回归过程、结果与具体的回归方差分析,并以其中一组数据的计算举例。
2、在同一双对数坐标系中绘制Nu1~Re和Nu2~Re的关系图。
3、对实验结果进行分析与讨论。
七、传热实验仿真操作步骤传热实验仿真主要设备介绍图如下列图2-2所示:
图2-2传热实验仿真设备介绍图
⑴到参数设置”界面设置套管长度、套管外径、套管内径,设置冷水进口温度。点实验数据设置”记录到
实验报表中。注意:参数设置好后在本实验中不可更改。
⑵在实验装置图”中,检查电加热釜液位计,假设发现水量较少,打开注水阀VA103,补充水量至2/3处;⑶在仪外表板一”中,打开电源总开关,启动冷水