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實驗換熱器傳熱系數(shù)的測定

上傳人:san****019 文檔編號:21993169 上傳時間:2021-05-17 格式:PPT 頁數(shù):11 大?。?09.50KB
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1、中北大學化工原理課程組 中北大學化工原理課程組 1、了解換熱器的基本結(jié)構(gòu)與操作原理;2、學習傳熱系數(shù)K與對流傳熱系數(shù)的測定方法;3、學習如何運用實驗的方法求出描述過程規(guī)律的經(jīng)驗公式,檢驗通用的傳熱膜系數(shù)準數(shù)方程;4、了解影響給熱系數(shù)的因素和強化傳熱的途徑。 中北大學化工原理課程組 在工業(yè)生產(chǎn)中,要實現(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)(對流傳熱),通過堅壁內(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)中對冷物流或熱物流溫度

2、的控制要求。 中北大學化工原理課程組 對流傳熱的核心問題是求算傳熱膜系數(shù),當流體無相變時對流傳熱準數(shù)關(guān)聯(lián)式的一般形式為:本實驗中,可用圖解法和最小二乘法計算上述準數(shù)關(guān)聯(lián)式中的指數(shù)m、n和系數(shù)A。本實驗可簡化上式,即取n=0.4(流體被加熱)。這樣,上式即變?yōu)閱巫兞糠匠?,再兩邊取對?shù),即得到直線方程:nmANu PrRe RelglgPrlg 4.0 mANu 中北大學化工原理課程組 在雙對數(shù)坐標中作圖,找出直線斜率,即為方程的指數(shù)m。在直線上任取一點的函數(shù)值代入方程中,則可得到系數(shù)A,即:實驗中改變空氣的流量以改變Re準數(shù)的值。根據(jù)定性溫度(空氣進、出口溫度的算術(shù)平均值)計算對應的Pr準數(shù)值。

3、同時,由牛頓冷卻定律,求出不同流速下的傳熱膜系數(shù)值。進而算得Nu準數(shù)值。牛頓冷卻定律:4.0PrRe mNuA mtAQ 中北大學化工原理課程組 式中: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; C p流體定壓比熱,J/kg ; t1、t2流體進、出口溫度, ; 定性溫度下流體密度,kg/m3; V流體體積流量,m3/s。 3600/3600/ 1212 ttcVttcWQ pp 中北大學化工原理課程組 中北大學化工原理課程組 流量計算關(guān)聯(lián)式:V=4.49*R0.5式中:R孔

4、板壓差(mmH 2O), V空氣流量 (m3/h)套管外管為玻璃管,內(nèi)管為黃銅管。套管有效長度:1.25m,內(nèi)管內(nèi)徑:0.022m 中北大學化工原理課程組 1、打開進水閥門,使水量維持在一定數(shù)值。2、全開風機旁通閥,接通風機電源,再關(guān)小旁通閥,使空氣流量適當。3、接通加熱器電源,加熱空氣到90100。4、維持水及空氣流量不變,改變空氣進口溫度34次。每次測量需待熱空氣進口溫度在一定時間(約10分鐘)基本不變時,方可讀取有關(guān)數(shù)據(jù)。5、維持水量一定,根據(jù)實驗布點要求,改變空氣流量34次,重復以上操作。實驗結(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,打開風機旁通閥,再關(guān)閉風機電源。6、記錄大氣壓力及室溫。 中北大學化工原理課程組 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,并對結(jié)果進行討論。說明:對于該換熱器,傳熱平均溫度差校正系數(shù)t可按下式計算: 12 12ln1 11ln RRP RRPR PRPRt 12 RR式中: 進出出進ttTR T進進進出tTP tt 中北大學化工原理課程組 1、影響總傳熱系數(shù)K的因素有哪些?2、在本實驗中,如果恒定空氣流量,而改變水流量,會有什么結(jié)果?

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