文档介绍:空气对流传热系数的测定
一、实验目的
测定空气在圆直管中强制对流时对流传热系数。
通过使实验掌握并确定对流传热系数准数关联式中的系数;
通过实验提高对准数的理解,并分析影响对流系数的因素,了解强化传热的措施;
掌握强制对流传热系数
空气对流传热系数的测定
一、实验目的
测定空气在圆直管中强制对流时对流传热系数。
通过使实验掌握并确定对流传热系数准数关联式中的系数;
通过实验提高对准数的理解,并分析影响对流系数的因素,了解强化传热的措施;
掌握强制对流传热系数及传热系数的测定方法;
了解热电偶和电位差计的使用和仪表测温方法。
二、实验原理
本实验装置为套管式换热器,空气走管内水蒸汽走管间,两流体在换热器内进行热量交换,其传热基本方程式:Q=KAAt
m
其中:Q=Wcp(t进-t出)
=(T-1进)-(T-1出)/Ln(T-1进)/(T-1出)m
当测取Q、A后便可得到K值。
11b1
=++
KAaA九AaA
OOmii
分析可知蒸汽的对流传热热阻、金属导热热阻都远小于空气对流热阻,则上式可近似写成
11
KA—aA
ii
又KA=KA=KA
iiOO
当传热面积Ai(内管内壁面积)时,由上述内容可得:
1)
Q
AAtim
由于金属管热阻很小可忽略其内
若从实验中通过热过热电偶,测取内管的外壁温度,外壁间的温差,于是ai也可由牛顿冷却定律(对流传热速率方程)得出:
a=Q(2)
iAAtim
(2)式与⑴式比较只是Atm与Atm略有区别,atm是以壁与空气之间的温度差的平均值。
从热阻观点看(1)式忽略了蒸汽对流传热热阻和金属管壁导热热阻。而(2)式只忽略了金属导热热阻,因此用(2)得到的ai应更好些。如用(1)计算ai可认为用代替蒸汽温度,使
«i更接近真实。
3、空气在圆直管中强制对流传热时,对流传热系数的准数关联式可写成如下形式:
Nu=cRePPrn
在一定范围C、P、n内为代定系数,其中在这里为已知系数,被加热时取1=。
4、准数关联式中把Re与Nu看成相关量,二者成幕函数关系,若用N/P0-4与Re为对应变
ur
量,在双对数座标上进行标绘,应得到一条直线,由此可以确定,待定系数p和c值,并进一步确定准数关联式的具体形式。
5、温度测量采用热电偶和温度计。以热电偶测量值用于计算温度,温度计作为监测热电
偶用。用电位差计测得热电偶电位差E(热电偶热端即内管外壁处,冷端为冰水混合保温瓶)。电位与温度的计算关系为:
-
(°C)
•-3+-4Et
-5
6、流量测定采用孔板流量计用公式:
或G=Vp=C^.'Rp
ss
上式中:
本实验流程如图所示实为一套管式换热器,管内通入空气管外通入水蒸汽,空气由风机送入通过孔板流量计测量空气流量。
内管内径为d=,分为两种管型,一种是光滑管;一种是螺旋槽管。二种管型其传热效果不同。每套设备备有UJ-36型电位差计,用以配合热电偶测温。
四、实验方法
水蒸汽由电热蒸汽发生器供给蒸汽压强大小由控温仪通过加热电阻控制,要求蒸汽压
。
操作前