过程工程实验,管内强制对流传热膜系数的测定

实验报告

课程名称： 过程工程原理实验 指导老师： 成绩：__________________

实验名称： 管内强制对流传热膜系数的测定 实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得

一、实验目的

1、了解套管式换热器的结构和传热热阻的组成。 2、学习测定流体间壁换热总传热系数的实验方法。

3、掌握近似法和简易Wilson图解法两种从传热系数实验数据求取对流传热膜系数的数据处理方法。 4、掌握根据实验数据获得传热准数经验公式的方法和数学工具。 5、掌握热电偶、 UJ-36电位差计的长图式自动记录仪的使用方法。

二、实验内容

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1、在空气-水套管换热器中，测定一系列空气流量条件下冷、热流体进、出口温度。 2、通过能量衡算方程式和传热速率基本方程式计算总传热系数Ki的实验值。 3、分别用近似法、简易Wilson图解法求取空气侧对流传热膜系数αi。

4、根据实验获得的对流传热膜系数αi和空气流速ui，整理得到努赛尔数Nu与雷诺数Re之间的幂函数型经验公式。

5、把实验获得的经验公式与化工原理教材和参考书中的列出的同类公式进行比较，讨论其异同点。 6、根据实验装置情况分析实验测试数据的误差来源。

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线

三、实验原理

流体与固体壁面间的对流传热过程可以用牛顿冷却定律描述：

Q A t A(T tw) （1）

式中 Q ——总传热速率，W；

α——对流传热膜系数，W/ m2 K； A——传热面积，m2 ；

T ——流体温度，K；

tw——固体壁面温度，K。

如果能够用实验直接测定流体温度T和固体壁面温度tw，,则可以根据式（1）的关系直接计算对流膜系数α ：

QQ

（2）

A tA(T tw)

对于多数情况而言，直接测定固体壁面的温度是一件相当困难的任务，实验技术成本高且数据准确性差。

对于两股流体间壁换热的情况，直接测量两股流体的温度却是一件相对容易的工作。因此，通过测量