传热综合实验实验数据记录与处理
1.原始数据记录表格
以下计算以次序1作为计算实例：
空气进口密度
=10-5*48.4 2 -4.5*10-3 *48.4+1.2916=1.053 kg/m3；
空气质量流量ms2 =ρV=1.053*46.286/3600=0.0135kg/s；
空气流速u=4V/(πd2)=4*46.286/(3.14*0.02*0.02*3600)=40.95 m/s；
空气定性温度(t1+t2)/2=(48.4+82.7)/2=65.55℃；
换热面积
= 3.14*0.016*1=0.0502m2；
空气的比热 Cp2=
J / (kg ?℃)；
对数平均温度
=33.001℃；
总给热系数
=0.25933 W/(m2·℃)；
2.计算结果列表
密度=10-5*50.252 -4.5*10-3 *50.25+1.2916=1.09kg/m3
流体粘度
=
=1.96E-05 Pa·s；
t=定性温度；
流体导热系数
=
= 0.0284 W/(m·℃)；
雷诺准数
=0.016*7.19*1.09/1.96E-05=6397.63；
普兰特数
=(1005*1.96E-05)/ 0.0284=0.694；
理论值α=
=
=39.11 W/(m2·℃)；
努赛尔数
= 39.11*0.016/0.0284=22.03。
八、实验结果与分析
1、冷流体给热系数实验计算值与理论值列表比较：
分析讨论：
1） 在对实验值与理论值进行比较得，在温度的较小时误差较大，随着温度的升高，误差减小。
2）产生误差的原因：我组是接在另外一组后面进行实验的，可能是由于上组累积了一些污垢，而我们计算的时候没有把它计算在内。同时我组的实验数据是从低流量到高流量测出，可能由于设备的温度没有下降就开始测量，可能导致误差比较大。在做实验的时候，没有进行高端排气和低端排液，这些都会影响总给热系数。
2、实验数据图表
注：见附图1
思考题：
1、实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响？
答：无影响。因为Q=αA△tm，不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动，由于蒸汽的温度不变，故△tm不变，而α和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响，所以传热效果不变。
2、在计算空气质量流量时所用到的密度值与求雷诺数时的密度值是否一致？它们分别表示什么位置的密度，应在什么条件下进行计算。
答：不一致。计算空气质量流量时所用到的密度值是冷流体进口温度下对应的密度；求雷诺数时的密度值时是冷流体进出口算术平均温度对应的密度。
3、实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响，如何及时排走冷凝水？如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对α关联式有何影响？
答：冷凝水不及时排走，附着在管外壁上，增加了一项热阻，降低了传热速率。在外管最低处设置排水口，若压力表晃动，则及时打开排冷凝水阀门，让蒸汽压力把管道中的冷凝水带走。在不同压强下测试得到的数据，将会对α产生影响，因为PV=nRT，P与V是变量，P变化后T也随之改变，T改变后，蒸汽进口处的温度就会改变，△tm也会改变。
心得：
1.本次实验的数据处理可以说是我处理过的实验数据中最繁琐的一次。这里的数据我都先后分别用excel和计算器计算，几乎每个数据都要算两遍。在计算过程中，我了解到处理数据的时候要注意有效数字的运算规则。第一次算的时候，我用excel来计算，保留了许多的有效数字，最终画出的图像不是很理想，后来我再次重新计算，使每个数据都保留两位有效数据，结果得到了现在的图像。这次的实验让我明白正确处理数据对实验结果的影响是很大的。
2.在书写实验报告的过程中，我遇到了许多的问题。它让我明白实验报告的书写时很不容易的，在书写过程中，我对实验的原理有了更深的印象，在通过翻阅书本来解决报告里遇到的问题，让我可以养成独立思考问题的习惯和解决问题的思维。
3.在做这个实验之前，我的知识只是建立在书本上，没有什么实践的经历。通过这次的实验，我的动手能力得到了提高，让我可以理论知识结合我的理论知识实践，更好得掌握怎样测定总传热系数这个知识点。
第二篇：实验四传热综合实验 改
实验4 空气对流传热系数测定
一、实验目的
(1) 测定套管换热器总传热系数
；
（2）测定空气在圆形直管内作强制湍流流动的传热系数
；
（3）将实验数据整理成经验方程式。
二、实验原理
（1）测定总传热系数；
依据传热速率基本方程式，，有
（
） （3-12）
实验时，若测定出传热速率
及平均传热温差
，就计算出值。
①传热速率
本实验系水与空气间换热，如果忽略器壁热损失，根据热量衡算，得：
（3-13）
式中：
—热流体、冷流体质量流量，
；
—热流体、冷流体定压热容，
；
—热流体进、出口温度，；
—冷流体进出口温度，。
空气质量流量可由体积流量换算，即：
（3-14）
（3-15）
式中：
—进口空气密度，
；
—当地大气压，
；
—流量计前空气的表压，；
—流量计前空气的温度，℃。
②传热平均温度差
（3-15）
③传热面积
（3-16）
(2)测定空气与管壁的对流传热系数
在空气-水换热系统中,若忽略管壁及垢层热阻,则总热阻与各层对流传热热阻间的关系可简化为：
（3-17）
由于水側对流传热系数远大于空气側，即
，故：
（3-18）
（3）求与
间的函数关系
从因次分析知，流体在管内强制湍流时的因次方程如下：
（3-19）
或 
（3-19a）
式中：
—空气对流传热系数，；
—换热管外径，
；
—空气平均速度，
；
—空气在定性温度下的导热系数，
；
—空气在定性温度下的密度，；
—空气在定性温度下的粘度，
；
—空气的定压比热，
、
—待定特性系数及指数。
本实验中的空气处于冷却过程，故
，于是式3-19可简化为：
（3-30）
上式两端取对数，得：
（3-30a）
在双对数坐标中以
对作图得一直线，由直线斜率和截距求解及
，从而确立与
、间的经验公式。
三、实验装置及流程
本实验装置流程如图1所示。
图1传热系数测定实验设备及流程
四、操作步骤
1、准备阶段
检查所有仪表、设备是否处于正常状态，开启电源开关，查看所有仪表是否上电，指示是否正常。将各阀门顺时针旋转操作到关的状态。检查孔板流量计正压阀和负压阀是否均处于开启状态（实验中保持开启）。调节温度控制仪的设定温度到指定值。
2、实验阶段
本设备可进行并流和逆流换热过程，两个过程基本操作相同，下面以并流操作说明。
（1）启动热风机C602，调节风机出口流量为某一实验值，开启C602热风风机出口阀VA05，列管式换热器E603热风进、出口阀和放空阀（VA13、VA16、VA18),启动热风加热器E605，控制热空气温度稳定在～80℃，对设备预热一段时间。
注意:当流量FIC602≤20%时禁止使用热风加热器，而且，风机运行时，尽量调到最大功率运行。
（2）依次开启列管式换热器冷风进、出口阀（VA08、VA11），热风进、出口阀和放空阀（VA13、VA16、VA18），关闭其它与列管式换热器相连接管路阀门。启动冷风风机C601，调节其流量FIC601为某一实验值，开启冷风风机出口阀VA04，开启水冷却器E604冷风出口阀VA07，自来水进出阀（VA01、VA03），通过阀门VA01调节冷却水流量，通过阀门VA06控制冷空气温度TI605稳定在～30℃。
（3）调节热风进口流量FIC602为某一实验值、热风加热器出口温度TIC607（控制在～80℃）稳定，调节热风电加热器加热功率，控制热风出口温度稳定。待列管式换热器冷、热风进出口温度基本恒定时，可认为换热过程基本平衡，记录相应的工艺参数。
（4）以冷风或热风的流量作为恒定量，改变另一介质的流量，从小到大，做3-4组数据，做好操作记录。
3、实验结束
停止热风加热器，继续大流量运行冷风风机和热风风机，当冷风风机出口总管温度接近常温时，停冷风、停冷风风机出口冷却器冷却水；当热风加热器出口温度TIC607低于40℃时，停热风风机。装置系统温度降至常温后，关闭系统所有阀门，切断控制台、仪表盘电源，清理现场。
五、数据记录及处理
表1 实验数据记录表
传热面积 m2 换热管外径 m
表2 实验数据处理表
六、实验报告
（1）在双对数坐标图中绘制
关系曲线；
（2）整理出流体在圆形直管内作强制湍流流动的对流传热系数半经验公式；
（3）将整理出的半经验公式与教科书的公认计算式比较。
七、思考题
（1）测定总传热系数K需要哪些数据?
（2）为什么本装置的总传热系数K近似等于空气側的对流传热系数？
（3）空气温度、压力、流速对值有何影响？
（4）流量大小对实验结果有何影响？