...系数测定实验中冷流体和蒸汽的流向,对传热效果有何影响?
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发布时间：2024-10-22 07:10
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时间：2024-10-22 13:54
没有影响，蒸汽一侧可以认为是各处温度相等的，所以无论是逆流还是并流，其传热推动力的计算结果是一样的。
实验目的：
1、通过对空气—水蒸气简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。并用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARemPr0.4中常数A、m的值。
2、通过对管程内部插有螺旋线圈的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式Nu=BRem中常数B、m的值和强化比Nu/Nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。
扩展资料：
对流传热时的一个比例系数。表示对流传热过程的强度。是在单位时间（1小时）内，当温度差为1℃时，每单位壁面(1m^2)向其周围流体给出（或从周围流体接受）的热量(kj)。
当流体与固体表面之间的温度差为1K时， 1m*1m壁面面积在每秒所能传递的热量。h的大小反映对流换热的强弱。
如上所述，h与影响换热过程的诸因素有关，并且可以在很大的范围内变化，所以牛顿公式只能看作是传热系数的一个定义式。它既没有揭示影响对流换热的诸因素与h之间的内在联系，也没有给工程计算带来任何实质性的简化，只不过把问题的复杂性转移到传热系数的确定上去了。
因此，在工程传热计算中，主要的任务是计算h。计算传热系数的方法主要有实验求解法、数学分析解法和数值分析解法。
在不同的情况下，传热强度会发生成倍直至成千倍的变化，所以对流换热是一个受许多因素影响且其强度变化幅度又很大的复杂过程。
参考资料来源：百度百科——对流换热系数
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时间：2024-10-22 13:50
实验目的
1．通过对空气—水蒸气简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数α?的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。并用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARemPr0.4中常数A、m的值。
2．通过对管程内部插有螺旋线圈的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式Nu=BRem中常数B、m的值和强化比Nu/Nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。
试验步骤
1．加热釜水；
2．约加热十分钟后，启动鼓风机；
3．打开旁路阀，使空气，水蒸汽通过，开始实验；
4．调节阀门，记录压强差的最大值、最小值。
5．调节阀门，并记录孔板压差△P、空气入口温度t1 、空气出口温度t2、壁面温度tW
6．按上述步骤分别做出光滑管和粗糙管的数据；
7．关闭加热器，切断电源。
试验原理
1．对流传热系数α?的测定
对流传热系数α?可以根据牛顿冷却定律，用实验来测定，即
α?=Q?/（△tmi*Si） （6—14）
式中 α?——管内流体对流传热系数，W/（m2·℃）；
Q?——管内传热速率，W；
Si——管内换热面积，m2；
△tmi——管内流体空气与管内壁面的平均温差，℃；
平均温差由下式确定
△tmi= tw—[（tm1+ tm2）/2] （6—15）
式中 tm1， tm2——冷流体空气的入口、出口温度，℃；
tw——壁面平均温度，℃；
因为传热管为紫铜管，其导热系数很大而管壁又薄，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
Si=π·d ?·L ? （6—16）
式中 d ?——传热管内径，m；
L ? ——传热管测量段的实际长度，m。
由热量恒算式
Q?=W ?c pi（ti2— ti1） （6—17）
其中质量流量由下式求得
W ?=（V ?ρ?）/3600 （6—18）
式中 V ?——冷流体在套管内的平均体积流量，m3/h；
c pi——冷流体的定压比热，kJ/kg·℃；
ρ?——冷流体的密度，kg/ m3。
c pi和ρ?可根据定性温度tm查得，tm=（tm1+ tm2）/2为冷流体进出口平均温度。
2．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时，处于被加热状态，准数关联式的形式为
Nui=AReimPrin （6—19）
其中 Nui=α? d ?/λ?， Rei=uidiρ?/μ?， Pri=c piμ?//λ?
物性数据λ?、c pi、ρ?、μ?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，普朗特准数Pri变化不大，可以认为是常数，则关联式的形式简化为
Nui=AReimPri0.4 （6—20）
这样通过实验确定不同流量下的Rei与Nui，然后用线性回归方法确定A和m的值。
3．强化比的确定
强化传热能减小传热面积，以减小换热器的体积和重量，提高现有换热器的换热能力，使换热器能在较低温差下工作。
本实验采用在换热器内管插入螺旋线圈的方法。螺旋线圈是以线圈节矩H与管内径d的比值为技术参数。实验研究总结形式为Nu=BRem的经验公式。
单纯研究强化效果，可以用强化比的概念作为评判准则，它的形式是Nu/Nu0，其中Nu是强化管的努塞尔准数，Nu0是普通管的努塞尔准数，显然，强化比Nu/Nu0>1，而且它的值越大，强化效果越好。
4．换热器总传热系数K0的确定
实验中若忽略换热器的热损失，在稳态传热过程中，空气生温获得的热量与对流传递的热量及换热器的总传热量均相等，则
Q?=W ?c pi（ti2— ti1）=K0S0△tm （6—21）
即以外表面为基准的总传热系数为
K0= Q?/（S0△tm） （6—22）
式中传热量Q已由式（6—17）得到，换热面积以管外径为基准S0=π·d 0·L ?，传热间壁两侧对数平均温度差
△tm=[（T s—ti1）—（T s—ti2）]/ln[（T s—ti1）/（T s—ti2）] （6—23）
式中 T s——蒸气温度，℃。
在同一流量下分别求取简单套管换热器、强化套管换热器的总传热系数K0，并比较两种套管换热器K0值的大小。
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时间：2024-10-22 13:51
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时间：2024-10-22 13:52
