1、- 1 -實 驗 對流傳熱系數測定、實驗目的1、 掌握傳熱膜系數a及傳熱系數 K 的測定方法。2、 通過實驗掌握確定傳熱膜系數準數關聯式中的系數A 和指數 m、 n 的方法。3、 通過實驗提高對a準數關聯式的理解，并分析影響a的因素，了解工程上強 化傳熱的措施。二、基本原理1對流傳熱的核心問題是求算傳熱膜系數a,當流體無相變式對流傳熱準數關聯 式的一般形式為：Nu=A Rem Prn Gp對于強制湍流而言，G 準數可以忽略，故Nu=A Rem Prn本實驗中，可用圖解法和最小二乘法計算上述準數關聯式中的指數m、 n和系數 A。用圖解法對多變量方程進行關聯時， 要對不同變量 Rem和 P 分別回

2、歸。本實 驗可簡化上式，即取 n=0.4 （流體被加熱）。這樣，上式即變為單變量方程，在 兩邊取對數，既得到直線方程：0.4Lg（Nu/Pr0.4）=LgA+mLgRe在雙對數坐標中作圖，找出直線斜率，即為方程的指數 m。在直線上任取一 點的函數值帶入方程式中，則可得到系數 A，即A=Nu/（Pr0.4閒用圖解法，根據實驗點確定直線位置有一定的人為性。 而用最小二乘法回歸， 可以得到最佳關聯結。 應用微機，對多變量方程進行一次回歸， 就能同時得到 A、m、 n。2、對于方程的關聯，首先要有 Nu、Re、Pr 的數據組。其準數定義式分別為：Re=dup/卩,Pr=cpu/ 入,Nu=ad/ 入實

3、驗中改變空氣的流量以改變 Re 準數的值。根據定性溫度（空氣近、出口溫度 的算- 2 -術平均值）計算對應的 Pr 準數值。同時，有牛頓冷卻定律，求出不同流速 下的傳熱膜系數a值。進而算得 Nu 準數值。牛頓冷卻定律：Q=a-A -tm式中：a-傳熱膜系數，w/m2被加熱流體體積流量，m3/sQ- 傳熱量，wA 總傳熱面積，m2 , A=ndil tm管臂溫度與管內流體溫度的對數平均溫差， C傳熱量 Q 可由下式求得：Q=W Cp(t2-ti)/3600=p V Cp(t2-ti)/3600式中：w-質量流量，kg/h;Cp流體定壓比熱，J/kgC;t2、t1流體進、出口溫度，C；P定性溫度下

4、流體密度，kg/m3;3V 流體體積流量，m /h。3.流量測量測定空板壓降 R(Pa)查孔板 QR 流量曲線。三、裝置與流程流程如圖，冷空氣由風機 13(旁路圖中未畫)，經孔板流量計 11 計量后，進 入換熱器內管，并與套管環隙中蒸汽換熱。空氣被加熱后，排入大氣。空氣的流 量可用控制閥 9 調節。-3 -1、蒸汽發生器 2、蒸汽管 3、補水口 4、補水閥 5、排水閥6、套管換熱器 7、放氣閥 8 冷凝水回流管 9、空氣流量調節閥 10、壓力 傳感器 11、空板流量計 12、空氣管 13、風機裝置操作要點：1、 實驗開始前，先弄清配電箱上個按鈕與設備的對應關系， 以使正確開啟按鈕。2、 檢查蒸

5、汽發生器中水位，使其保持在水罐高度的1/22/3。3、 打開總電源開關，看其是否正常。4、 實驗開始時，關閉蒸汽發生器補水閥，啟動風機，并接通蒸汽發生氣的加熱電源，打開放棄閥排氣。5、 將空氣流量控制在某一值，待數值穩定后記錄（溫度值和壓差計讀數）。 改變 空氣流量（810 次），重復實驗，記錄數據。6、 實驗結束后，先停蒸汽發生器電源，再停風機，清理現場。1實驗前，務必使蒸汽發生器液位合適 ，液位過高，則水會溢入蒸汽套管；過 低，則可能燒毀加熱器。2調解空氣流量時，要做到心中有數， 為保證湍流狀態，壓差計讀數不應從 0 開 始。實驗中要合理取點，以保證數據點均勻。3每改變一個流量后，等讀數穩定后再測取數據。4排除空氣等不凝性氣體，實驗過程中定期排放。5開風機前先開旁路閥值最大，風機不要在出口閥關閉下長時間運行。孔板壓差管壓降溫度C備注-4 -R PaPPa壁溫 1壁溫 2空氣進口空氣出口四、討論題1、 本實驗中管壁溫度接近蒸汽溫度還是空氣溫度？為什么？2、 管內空氣流動速度對傳熱膜系