1、实验原始数据记录表
计算公式:
① 空气进口处密度:
② 空气质量流量:
③ 空气流速:
2、给热系数K的计算
计算公式:
① 空气定性温度:()
② 空气比热:J/(kg·°C)
③ 定性温度下的空气密度:=
④ 冷、热流体间的对数平均温差:
⑤ 传热面积:
⑥ 对流传热系数:
3、近似法求给热系数h
h=K=103.1096w/(m2·°C)
4、h理论值的计算
计算公式:
① 空气粘度:
② 空气导热系数:
③ 雷诺数:
④ 普兰特数:
⑤ 努赛尔数:
⑥ 对于流体在圆形只管内做湍流时的对流传热系数
若符合以下条件:,,管长与管内径之,则
本实验中,,而Re,Pr也基本在这个范围内,n=0.4。所以可以用上述公式计算Nu的理论值:
⑦ 理论给热系数:
⑧ 相对误差:
实验结果与分析
1、冷流体给热系数的实验计算值与理论值()列表比较,计算各点误差,并分析讨论
误差分析:
① 由于是接着上一组做实验,没有等待仪器冷却,导致实验数据存在误差,前几组数据温度过高。
② 迪图斯-贝尔特公式()的条件
而实验数据有一个没有在此范围之内。所以用此公式算出的Nu'和' 存在误差。
③ 实验过程中,流量存在波动时,没有取平局值,导致实验误差过大
2、冷流体给热系数的准数式:,以为纵坐标,为横坐标,将实验数据的结果标绘在图上,由实验数据作图拟合曲线方程,确定式中常数A及m;并与教材中的经验式比较。
冷流体给热系数的准数式:
由图表得拟合曲线方程:y=0.8478x-1.8377
则m=0.8478(理论值m=0.8)
(理论值A=0.023)
与教材中的经验式比较误差较大,有条件范围,而实验数据并未全在此范围之内。如果采用齐德——泰特公式以及其他修正,误差应该会减小。
热流体
序号
1
2
3
4
5
6
7冷流体温度温度流量Nm?/h流量Nm?/hT1进口T2出口t2出口t1进口T1-T2t2-t1119735.820023.321.861.21.5119734.240022.621.862.80.8119733.660022.321.863.40.5119733.280022.221.863.80.41495.835.280022.321.860.60.517963680022.421.8600.62095.33780022.521.858.30.7
思考题
1.影响传热系数K的因素有哪些?
答:传热系数的计算值K计可用下式进行计算:
(5)
式中,?0为换热器管外侧流体对流传热系数,W/(m2?℃);?i为换热器管内侧流体对流传热系数,W/(m2?℃);?。
2.在实验中哪些因素影响实验的稳定性?
答:换热器管外侧流体对流传热系数?0、换热器管内侧流体对流传热系数?i、管壁厚度?、管壁的导热系数
3.根据实验结果分析如何强化传热?
答:蒸汽冷凝时的对流传热强化措施
目的:减少冷凝液膜的厚度
水平管束:减少垂直方向上管数,采用错列;
垂直板或管:开纵向沟槽,或在壁外装金属丝。
液体沸腾时的对流传热强化措施
表面粗糙化:将表面腐蚀,烧结金属粒;加表面活性剂(乙醇、丙酮等)
Qc(W)
347.8862
371.0786
347.8862
371.0786
463.8482
556.6179
649.3875Qn(W)369.2923378.947382.5675384.9812465.4004559.5338639.6239Q(W)358.5892375.0128365.2268378.0299464.6243558.0758644.5057DTm35.9433834.6028634.0851133.7018135.3107636.1005836.77173DT1DT2总传热系数KT1-t2T2-t1qm水qm空气24.9412573.714199.621.61527.0940674.412.4399.221.61526.7878674.711.8598.821.61528.0422574.811.4798.421.61532.8953873.513.4798.427.5138.6472973.614.2798.433.40543.8180172.815.2798.439.3
体对流传热系数,W/(m2?℃);?为管壁厚度,m;?——管壁的导热系数,W/(m2?℃);RS为污垢热阻,m2?℃/Wi、管壁厚度?、管壁的导热系数?、污垢热阻RS。
污垢热阻,m2?℃/W
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