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實(shí)驗(yàn)四傳熱系數(shù)的測(cè)定,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩⒒驹砗蛽Q熱器結(jié)構(gòu)原理三、設(shè)備參數(shù)四、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求六、思考題,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、了解換熱器的基本結(jié)構(gòu)與操作原理；2、學(xué)習(xí)傳熱系數(shù)K與對(duì)流傳熱系數(shù)α的測(cè)定方法；3、學(xué)習(xí)如何運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的方法求出描述過程規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)公式，檢驗(yàn)通用的傳熱膜系數(shù)準(zhǔn)數(shù)方程；4、了解影響給熱系數(shù)的因素和強(qiáng)化傳熱的途徑。,基本原理,在工業(yè)生產(chǎn)中，要實(shí)現(xiàn)熱量的交換，須采用一定的設(shè)備，此種交換的設(shè)備稱為換熱器?；どa(chǎn)中所指的換熱器，常指間壁式換熱器，它利用金屬壁將冷、熱兩種流體間隔開，熱流體將熱傳到壁面的另一側(cè)（對(duì)流傳熱），通過堅(jiān)壁內(nèi)的熱傳遞再由間壁的另一側(cè)將熱傳遞給冷流體。從而使熱流體物流被冷卻，冷流體被加熱，滿足化工生產(chǎn)中對(duì)冷物流或熱物流溫度的控制要求。,對(duì)流傳熱的核心問題是求算傳熱膜系數(shù)α，當(dāng)流體無相變時(shí)對(duì)流傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的一般形式為：本實(shí)驗(yàn)中，可用圖解法和最小二乘法計(jì)算上述準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式中的指數(shù)m、n和系數(shù)A。本實(shí)驗(yàn)可簡(jiǎn)化上式，即取n=0.4（流體被加熱）。這樣，上式即變?yōu)閱巫兞糠匠?，再兩邊取?duì)數(shù)，即得到直線方程：,基本原理,在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)中作圖，找出直線斜率，即為方程的指數(shù)m。在直線上任取一點(diǎn)的函數(shù)值代入方程中，則可得到系數(shù)A，即：實(shí)驗(yàn)中改變空氣的流量以改變Re準(zhǔn)數(shù)的值。根據(jù)定性溫度（空氣進(jìn)、出口溫度的算術(shù)平均值）計(jì)算對(duì)應(yīng)的Pr準(zhǔn)數(shù)值。同時(shí)，由牛頓冷卻定律，求出不同流速下的傳熱膜系數(shù)α值。進(jìn)而算得Nu準(zhǔn)數(shù)值。牛頓冷卻定律：,基本原理,式中：α—傳熱膜系數(shù)，[W/m2℃]；Q—傳熱量，［W］；A—總傳熱面積，[m2]；?tm—管壁溫度與管內(nèi)流體溫度的對(duì)數(shù)平均溫差，[℃]。傳熱量Q可由下式求得：式中：W—質(zhì)量流量，[kg/h]；Cp—流體定壓比熱，[J/kg℃]；t1、t2—流體進(jìn)、出口溫度，[℃]；ρ—定性溫度下流體密度，[kg/m3]；V—流體體積流量，[m3/s]。,換熱器結(jié)構(gòu)原理,設(shè)備參數(shù),1、孔板流量計(jì)：流量計(jì)算關(guān)聯(lián)式：V=4.49*R0.5式中：R——孔板壓差（mmH2O），V——空氣流量(m3/h)2、換熱套管：套管外管為玻璃管，內(nèi)管為黃銅管。套管有效長(zhǎng)度：1.25m，內(nèi)管內(nèi)徑：0.022m,實(shí)驗(yàn)步驟,1、打開進(jìn)水閥門，使水量維持在一定數(shù)值。2、全開風(fēng)機(jī)旁通閥，接通風(fēng)機(jī)電源，再關(guān)小旁通閥，使空氣流量適當(dāng)。3、接通加熱器電源，加熱空氣到90～100℃。4、維持水及空氣流量不變，改變空氣進(jìn)口溫度3～4次。每次測(cè)量需待熱空氣進(jìn)口溫度在一定時(shí)間（約10分鐘）基本不變時(shí)，方可讀取有關(guān)數(shù)據(jù)。5、維持水量一定，根據(jù)實(shí)驗(yàn)布點(diǎn)要求，改變空氣流量3～4次，重復(fù)以上操作。⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉加熱器電源，待熱空氣溫度降至50℃以下，關(guān)閉水調(diào)節(jié)閥，打開風(fēng)機(jī)旁通閥，再關(guān)閉風(fēng)機(jī)電源。6、記錄大氣壓力及室溫。,實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求,列表表示空氣流量變化后，傳熱量、傳熱平均溫度差和總傳熱系數(shù)的變化情況，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論。說明：對(duì)于該換熱器，傳熱平均溫度差校正系數(shù)ε△t可按下式計(jì)算：,,,式中：,,,思考題,1、影響總傳熱系數(shù)K的因素有哪些？2、在本實(shí)驗(yàn)中，如果恒定空氣流量，而改變水流量，會(huì)有什么結(jié)果？,