传热实验实验报告

时间:2024.7.19

江    苏    大    学

实   验   报   告

完成报告所需时间________________      教师评定______________________

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                          实验   传热实验

一.实验目的

1、了解换热器的结结构及用途。

2、学习换热器的操作方法。

3、了解传热系数的测定方法。

4、测定所给换热器的传热系数K。

5、学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程,并实验之。

二.实验原理

根据传热方程Q=KA△tm,只要测得传热速率Q,冷热流体进出口温度和传热面积A,即可算出传热系数K。在该实验中,利用加热空气和自来水通过列管式换热器来测定K,只要测出空气的进出口温度、自来水进出口温度以及水和空气的流量即可。

在工作过程中,如不考虑热量损失,则加热空气释放出的热量Q1与自来水得到的热量Q2应相等,但实际上因热损失的存在,此两热量不等,实验中以Q2为准。

三、实验流程和设备

实验装置由列管换热器、风机、空气电加热器、管路、转子流量计、温度计等组成。空气走管程,自来水走壳程。列管式换热器的传热面积已标出为0.4㎡。

实验流程图

四、实验步骤及操作要领

1、通过模拟操作熟悉设备流程,掌握各阀门、转子流量计和温度计的作用。

2、实验开始时,先开水路,再开气路,最后再开加热器。

3.通过阀门控制所需的气体和水的流量。

4、待系统稳定后,记录水的流量、进出口温度,记录空气的流量和进出口温度。

5、按照所给数据调节水和空气流量,重复上一步。

6、实验结束后,关闭加热器、风机和自来水阀门。

五、实验数据记录和整理

1、设备参数和有关常数

列管换热器的管数n =2根,空气进口温度T =120,换热流型 错流

换热面积 =0.4

2、实验数据记录

3、数据处理

六、实验结果及讨论

1、求出换热器在不同操作条件下的传热系数。

计算第一组数据

Q=KA△tm =WcCpc(tc2-tc1)

tc=(tc1+tc2)/2=(22.4+26.5)/2=24.45℃

查表并用内差法求得 Cpc=4.179kJ/(kg·℃);

先按逆流计算对数平均温度差△tmˊ

逆流:th1=120℃→th2=44.8℃            

tc2=26.5℃←tc1=22.4℃

则△t1=(th2-tc1)=44.8-22.4=22.4℃     

 △t2=(th1-tc2)=120-26.5=93.5℃

所以△tmˊ=(△t1-t2)/(㏑△t2/△t1)=49.759℃;

错流时温度变化因素

P=(tc2-tc1)/(th1-tc1)=(26.5-22.4)/(120-22.4)=0.042

R=(th1-th2)/(tc2-tc1)=(120-44.8)/(26.5-22.4)=18.34

代入单壳程双管程温度系数计算公式得φ=0.977

则△tmˊ=0.977×49.76=48.62℃

所以

K=WcCpc(tc2-tc1)/(A△tm)

=〔(80/3600)×4.179×1000×4.1〕/(0.4×48.62)=19.58W/(㎡·℃)

同理计算下两组数据填入表格

2、对比不同操作条件下的传热系数,分析数值,你可得出什么结论?

答:比较一二组可知当空气流量改变而水的流量不改变时,传热系数有很大变化,且空气流量越大,传热系数越大,传热效果越好;表较二三组可知,空气流量不变,水的流量改变时,传热系数变化不大。

综上可知,传热系数主要取决于热流体,热流体流量越大,传热效果越好。

3、转子流量计在使用时应注意什么问题?应如何校正读数?

答:转子流量计不能用于流量过大的流体测量,使用时流量计必须安装在垂直走向的管段上,流体介质自下而上地通过转子流量计。

读数时应读转子的最大截面与玻璃管刻线相交处的数值,可以读初始值和最终值,取两者之差来校正读数。

4、针对该系统,如何强化传热过程才能更有效,为什么?

答:该系统传热效果主要取决于热流体,所以可以通过增加空气流量,提高其所占比例来强化传热效果。

5、逆流换热和并流换热有什么区别?你能用实验装置加以验证吗?

答:(1)逆流换热时热流体是冷热流体流动方向相反;而并流传热时,其冷热流体流动方向相同。

(2)在相同操作条件下,逆流换热器比并流换热器所需传热面积小。

所以可以改变冷热流体进出口方向,测得在相同传热效果下,逆并流所需传热面积大小,从而加以验证。

6、传热过程中,哪些工程因素可以调动?

答:可以增加传热面积,提高传热系数,或者增加对数平均温度差来提高传热效率。也可以尽量采用逆流传热来减小换热器面积,节约设备成本。

7、该实验的稳定性受哪些因素的影响?

(1)冷凝水流通不畅,不能及时排走;

(2)空气成分不稳定,导致被冷凝效果不稳定;

(3)冷热流体流量不稳定;

(4)传热器管表面的相对粗糙度。

8、你能否对此实验装置作些改进,使之能够用于空气一侧对流传热系数的测定?

答:改成套管式换热器


第二篇:总传热实验报告


太原理工大学

化工原理实验报告

实验名称:总传热系数的测定


一、实验预习(30分)

1.实验装置预习(10分)_____年____月____日

指导教师______(签字)  成绩       

2.实验仿真预习(10分)_____年____月____日

指导教师______(签字)  成绩       

3.预习报告(10分)

指导教师______(签字)  成绩       

(1)实验目的

(2)     实验原理

(3)         实验装置与流程:将本实验的主要设备、仪器和仪表等按编号顺序添入图下面的相应位置:

 


总传热系数测定实验装置流程图

1.                  2.                  3.                 4.                  5.                  6.                 7.                  8.                  9.                 10.                 11.                 

(4)     简述实验所需测定参数及其测定方法:

(5)     实验操作要点:

二、 实验操作及原始数据表(30分)

指导教师______(签字)成绩       

三、数据处理结果(10分)

四、 计算举例(20分)

五、 结果分析(10分)

1. 影响传热系数K的因素有哪些?为强化传热,可采取那些措施?

2. 在实验中哪些因素影响实验的稳定性?实验过程中如何确定传热达到稳定?

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