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对流传热实验实验报告
实验三 对流传热实验
一、实验目的
，加深对其概念和影响因素的理解，应用线性回归法，确定关联式中常数A、m的值；
；
3．掌握列管传热系数Ko的测定方法。
二、实验原理
㈠ 套管换热器传热系数及其准数关联式的测定
⒈ 对流传热系数的测定
在该传热实验中，冷水走内管，热水走外管。
对流传热系数可以根据牛顿冷却定律，用实验来测定
（1）
式中：—管内流体对流传热系数，W/(m2·℃)；
Qi—管内传热速率，W；
Si—管内换热面积，m2；
—内壁面与流体间的温差，℃。
由下式确定： （2）
式中：t1，t2 —冷流体的入口、出口温度，℃；
Tw —壁面平均温度，℃；
因为换热器内管为紫铜管，其导热系数很大，且管壁很薄，故认为内壁温度、外壁温度和壁面平均温度近似相等，用tw 来表示。
管内换热面积： （3）
式中：di—内管管内径，m；
Li—传热管测量段的实际长度，m。
由热量衡算式：
（4）
其中质量流量由下式求得：
（5）
式中：—冷流体在套管内的平均体积流量，m3 / h；
—冷流体的定压比热，kJ / (kg·℃)；
—冷流体的密度，kg /m3。
和可根据定性温度tm查得，为冷流体进出口平均温度。t1，t2， Tw， 可采取一定的测量手段得到。
⒉ 对流传热系数准数关联式的实验确定
流体在管内作强制湍流，被加热状态，准数关联式的形式为
. （6）
其中： ， ，
物性数据、、、可根据定性温度tm查得。经过计算可知，对于管内被加热的空气，普兰特准数变化不大，可以认为是常数，则关联式的形式简化为：
（7）
这样通过实验确定不同流量下的与，然后用线性回归方法确定A和m的值。
㈡ 列管换热器传热系数的测定
管壳式换热器又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主
要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。实验装置采用双管程。
传热系数Ko用实验来测定
（1）
式中：Ko—列管传热系数，W/(m2·℃)；
Qi—管内传热速率，W；
SO—管外换热面积，m2；
—平均温度差，℃。
由下式确定： （2）
（3）
式中：t1，t2 —冷流体的入口、出口温度，℃；
T1，T2 —热流体的入口、出口温度，℃；
—逆流时平均温度差，℃；
—温差校正系数，由R、P的查到（课本P100）。

管外换热面积： （4）
式中：dO—内管管外径，m；
LO—传热管测量段的实际长度，m。
由热量衡算式：
冷水热水进出口温度采用热电阻温度计测得。套管壁温采用热电偶温度计测量。
⑵ 加热
热水箱内装有2组加热器，热水箱为双层保温设计。加热方式采用温度控制加热。
图1 水-水传热综合实验装置流程图
四、实验方法及步骤
⒈ 实验前的准备，检查工作。
⑴ 向水箱中加满水。
⑵ 接通电源总闸，设定加热表温度为60oC，启动电加热器开关，开始加热。关闭热水端转子流量计阀门