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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，水走壳程。列管式换热器的传热面积由管径、管数和管长进行计算。
实验流程图：
水进口
水进口
空气进口
转子流
列管式
转子流
风机
温度计
温度计
调节阀
空气电
传热系数K测定实验流程图
四、实验步骤及操作要领
1、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、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，记录设备的有关参数。重复一次。
5、保持空气的流量不变，改变自来水的流量，重复第四步。
6、保持第4步水的流量，改变空气的流量，重复第四步。
7、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
换热流型 错流；换热面积㎡
2、实验数据记录
风机出口 空气流量 空气进口温
风机出口 空气流量 空气进口温
水流量
序号 空气出口温度℃ 水进口温度℃水出口温度℃
压强mHO读数m /h 度℃ L/h
1
16
110
80
2
16
110
80
1
16
110
60
2
16
110
60
1
16
110
20
2
16
110
20
1
11
110
20
2
11
110
20
1
6
110
20
2
6
110
20
3、数据处理
水的算术 水的比热
水的算术 水的比热
空气流量 水流量
传热速 对数平均 换热面传热系数K的平均
序号 平均温 容J/
m3 /s kg/s 率J/s 温度△tm 积m2 KW/m2 K值W/m2 K度℃ （kg·℃）
1
4183
2
4183
1
4183
2
4183
1
4185
2
4185
1
4184
2
4184
1
4183
2
4183
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。
计算数据如上表，以第一次记录数据序号1为例计算说明：
空气流量：V
气
? 16 ?0.0044m/s
3600
水流量：W
水
?80?10?3?1000
3600
?0.0222kg/s
t?t 18.9?21.9
水的算数平均温度：T?1 2? ?20.4度
2 2
查表得，此温度下水的比热容：C
p
?4183J/(kg?K)
传热速率Q?W?C
p
(t
2
?t)?0.0222?4183?(21.9?18.9)?278.867J/s
1
对数平均温度?t
m逆
(
T? 气进
T
?T )?(T
?水出 气出
?
T T
?T )?(110?21.9)?（29.2?18.9）?36.2479?
水进110?21.9
水进
ln气进 水出 ln
P?2 1T?t?1 1
P?
2 1
T?t
?
1 1
T?T
R?
1 2
t ?t
2 1
?
T ?T
气出 水进
29.2?18.9
110?18.9
110?29.2
21.9?18.9
?0.0329
?26.9333
查图得校正系数?
?t
?1.0
??t
m
?? ??t
?t m逆
?1.0?36.2479?36.2479?
传热系数K?
Q 278.867
? ? ?19.2333W/(m2
? ? ?
S??t 0.4?36.2479
m
K的平均值：K?
19.2333?19.1101
2
?19.1717W/(m2?K)
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、三组可知当空气流量不变，水的流量改变时，传热系数变化不大，比较四、五组可知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，
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