氣氣列管換熱器實驗指導書氣氣列管換熱實驗 一一實驗指導書氣一氣列管換熱實驗指導書第頁共頁氣氣列管換熱實驗 一一實驗指導書氣一氣列管換熱實驗一、實驗目的1測定列管式換熱器的總傳熱系數(shù)。.考察流體流速對總傳熱系數(shù)的影響。.比較并流流動傳熱和逆流流動傳熱的特點。二、基本原理在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量情況下，冷、熱流體系通過固體壁面進行熱量交換，稱為間壁式換熱。如圖一所示，間壁式傳熱過程熱流體對固體壁面的對流傳熱，固體壁面的熱傳導和固體壁面對冷流體的對流傳熱所組成。達到傳熱穩(wěn)定時，有圖一間壁式傳熱過程示意圖 式中：一傳熱量，s一熱流體的質(zhì)量流率， / —熱流體的比熱， g) —熱流體的進口溫度，℃;第頁共頁氣氣列管換熱實驗 一一實驗指導書—熱流體的出口溫度，?！? —冷流體的質(zhì)量流率，/ —冷流體的比熱， ℃)—冷流體的進口溫度，℃; —冷流體的出口溫度，℃;—以傳熱面積為基準的總給熱系數(shù)，2)—冷熱流體的對數(shù)平均溫差，?！妫粺?、冷流體間的對數(shù)平均溫差可式計算。列管換熱器的換熱面積可式算得。其中，為列管直徑，為列管長度，為列管根數(shù)，以上參數(shù)取決于列管的設計，詳見下文附表。此可得換熱器的總給熱系數(shù)。在本實驗裝置中，為了盡可能提高換熱效率，采用熱流體走管內(nèi)、冷流體走管間形式，但是熱流體熱量仍會有部分損失，所以應以冷流體實際獲得的熱能測算，即則冷流體質(zhì)量流量已經(jīng)轉(zhuǎn)換為密度和體積等可測算的量，其中為冷流體的進口體積流量，所以也應取冷流體的進口密度，即需根據(jù)冷流體的進口溫度查表確定。除查表外，對于在?℃之間，空氣的各物性與溫度的關系有如下擬合公式?？諝獾拿芏扰c溫度的關系式：第頁共頁氣氣列管換熱實驗 一一實驗指導書空氣的比熱與溫度的關系式：℃以下=0以上=三、實驗裝置與流程名稱冷流體進口溫度逆流出口溫度并流出口溫度熱流體進口溫度熱流體出口溫度熱風流量冷風流量符號2 單位℃℃℃℃℃?zhèn)渥崃黧w走管內(nèi)，冷流體走管間。列管規(guī)格 2即內(nèi)徑m共根列管，長m則換熱面積共。 本裝置采用冷空氣與熱空氣體系進行對流換熱。熱流體風機吸入經(jīng)流量計 計量后，進入加熱管預熱，溫度測定后進入列管換熱器管內(nèi)，出口也經(jīng)溫度測定后直接排出。冷流體風機吸入經(jīng)流量計計量后，溫度計測定其進口溫度，并閘閥選擇逆流或并流傳熱形式。即：上圖冷風左側(cè)進口閥打開即為逆著熱風的流向，相應的也應打開對角處的逆流出口閥，這就是逆流換熱的流程；類似的，將冷風右側(cè)進口閥打開即為并著熱風的流向，打開對角的冷流體并流出口閥，這就是并流換熱的流程。冷熱流體的流量可各自風機的旁路閥調(diào)節(jié)。第頁共頁氣氣列管換熱實驗 一一實驗指導書四、操作步驟打開總電源開關、儀表開關，待各儀表溫度自檢顯示正常后進行下步操作。打開熱流體風機的出口旁路，啟動熱流體風機，再調(diào)節(jié)旁路閥門到適合的實驗流量。開啟加熱開關，調(diào)節(jié)旋鈕，使加熱電壓到一恒定值。待熱流體在恒定流量下的進口溫度相對不變后，可先打開冷流體風機的出口旁路，啟動冷流體風機。若選擇逆流換熱過程，則將控制面板上溫度切換顯示開關調(diào)至逆流狀態(tài)，打開冷流體進出管路上對應逆流流程的兩個閥門。然后以冷流體流量作為實驗的主變量，調(diào)節(jié)風機旁路，從 流量范圍內(nèi)，選取到個點作為工作點進行實驗數(shù)據(jù)的測定。待某一流量下的熱流體和逆流的冷流體換熱的四個

溫度相對恒定后，可認為換熱過程基本平衡了，抄錄冷熱流體的流量和溫度，即完成逆流換熱下一組數(shù)據(jù)的測定。之后，改變一個冷流體的風量，再待換熱平衡抄錄又一組實驗數(shù)據(jù)。同理，可進行冷熱流體的并流換熱實驗。注意：熱流體流量在整個實驗過程中最好保持不變，冷流體每次的進口溫度會隨風機發(fā)熱情況不同，但在一次換熱過程中，必須待熱流體進出口溫度相對恒定后方可認為換熱過程平衡。實驗結(jié)束，應先關閉加熱器，待各溫度顯示至室溫左右，再關閉風機和其他電源。五、數(shù)據(jù)處理及實驗報告逆流換熱流程下，固定熱流體流量，求取總換熱系數(shù)K 數(shù)K 并流換熱流程下，固定熱流體流量，求取總換熱系數(shù)K原始數(shù)據(jù)記錄表度C度C第頁冷流體流量共度（號量氣氣列管換熱實驗度（號量氣氣列管換熱實驗一實驗指導書、計算結(jié)果表序號六、思考題1在實驗中有哪些因素影響實驗的穩(wěn)定性？、影響傳熱系數(shù)的因素有哪些？第頁共頁氣氣列管換熱實驗 ——實驗指導書氣一氣列管換熱實驗指導書第頁共頁氣氣列管換熱實驗 ——實驗指導書氣一氣列管換熱實驗一、實驗目的.測定列管式換熱器的總傳熱系數(shù)。.考察流體流速對總傳熱系數(shù)的影響。.比較并流流動傳熱和逆流流動傳熱的特點。二、基本原理在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量情況下，冷、熱流體系通過固體壁面進行熱量交換，稱為間壁式換熱。如圖一所示，間壁式傳熱過程熱流體對固體壁面的對流傳熱，固體壁面的熱傳導和固體壁面對冷流體的對流傳熱所組成。達到傳熱穩(wěn)定時，有間壁式傳熱過程示意圖 式中： 一傳熱量， ；一熱流體的質(zhì)量流率， / 一熱流體的比熱， g) —熱流體的進口溫度，℃;第頁共頁氣氣列管換熱實驗 一一實驗指導書—熱流體的出口溫度，?！? —冷流體的質(zhì)量流率，/ —冷流體的比熱， ℃)—冷流體的進口溫度，℃; —冷流體的出口溫度，℃;—以傳熱面積為基準的總給熱系數(shù)，2)—冷熱流體的對數(shù)平均溫差，?！?；熱、冷流體間的對數(shù)平均溫差可式計算。列管換熱器的換熱面積可式算得。其中，為列管直徑，為列管長度，為列管根數(shù)，以上參數(shù)取決于列管的設計，詳見下文附表。此可得換熱器的總給熱系數(shù)。在本實驗裝置中，為了盡可能提高換熱效率，采用熱流體走管內(nèi)、冷流體走管間形式，但是熱流體熱量仍會有部分損失，所以應以冷流體實際獲得的熱能測算，即則冷流體質(zhì)量流量已經(jīng)轉(zhuǎn)換為密度和體積等可測算的量，其中為冷流體的進口體積流量，所以也應取冷流體的進口密度，即需根據(jù)冷流體的進口溫度查表確定。除查表外，對于在?℃之間，空氣的各物性與溫度的關系有如下擬合公式?？諝獾拿芏扰c溫度的關系式：第頁共頁氣氣列管換熱實驗 一一實驗指導書空氣的比熱與溫度的關系式：℃以下=0以上=三、實驗裝置與流程名稱冷流體進口溫度逆流出口溫度并流出口溫度熱流體進口溫度熱流體出口溫度熱風流量冷風流量符號2 單位℃℃℃℃℃?zhèn)渥崃黧w走管內(nèi)，冷流體走管間。列管規(guī)格 2即內(nèi)徑m共根列管，長m則換熱面積共。 本裝置采用冷空氣與熱空氣體系進行對流換熱。熱流體風機吸入經(jīng)流量計計量后，進入加熱管預熱，溫度測定后進入列管換熱器管內(nèi)，出口也經(jīng)溫度測定后直接排出。冷流體風機吸入經(jīng)流量計計量后，溫度計測定其進口溫度，并閘閥

選擇逆流或并流傳熱形式。即：上圖冷風左側(cè)進口閥打開即為逆著熱風的流向，相應的也應打開對角處的逆流出口閥，這就是逆流換熱的流程；類似的，將冷風右側(cè)進口閥打開即為并著熱風的流向，打開對角的冷流體并流出口閥，這就是并流換熱的流程。冷熱流體的流量可各自風機的旁路閥調(diào)節(jié)。第頁共頁氣氣列管換熱實驗 一一實驗指導書四、操作步驟打開總電源開關、儀表開關，待各儀表溫度自檢顯示正常后進行下步操作。打開熱流體風機的出口旁路，啟動熱流體風機，再調(diào)節(jié)旁路閥門到適合的實驗流量。開啟加熱開關，調(diào)節(jié)旋鈕，使加熱電壓到一恒定值。待熱流體在恒定流量下的進口溫度相對不變后，可先打開冷流體風機的出口旁路，啟動冷流體風機。若選擇逆流換熱過程，則將控制面板上溫度切換顯示開關調(diào)至逆流狀態(tài)，打開冷流體進出管路上對應逆流流程的兩個閥門。然后以冷流體流量作為實驗的主變量，調(diào)節(jié)風機旁路，從流量范圍內(nèi)，選路，從流量范圍內(nèi)，選取到個點作為工作點進行實驗數(shù)據(jù)的測定。待某一流量下的熱流體和逆流的冷流體換熱的四個溫度相對恒定后，可認為換熱過程基本平衡了，抄錄冷熱流體的流量和溫度，即完成逆流換熱下一組數(shù)據(jù)的測定。之后，改變一個冷流體的風量，再待換熱平衡抄錄又一組實驗數(shù)據(jù)。同理，可進行冷熱流體的并流換熱實驗。注意：熱流體流量在整個實驗過程中最好保持不變，冷流體每次的進口溫度會隨風機發(fā)熱情況不同，但在一次換熱過程中，必須待熱流體進出口溫度相對恒定后方可認為換熱過程平衡。實驗結(jié)束，應先關閉加熱器，待各溫度顯示至室溫左右，