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1、实验三 空气在圆直管内作强制湍流时给热系数测定实验一、实验目的1、学习测定传热系数和给热系数的方法。2、加强对传热理论的理解。3、学习化工中常用的准数关联方法及对数坐标纸的使用。二、实验原理1、从传热原理知道，对于稳态传热有：Q=VsCp（t2-t1）=KAtm=At即 K= VsCp（t2-t1）/ Atm其中 tm= t2-t1 / ln(T-t2)/(T-t1) ()由于蒸汽冷凝热阻与黄铜管壁热阻远小于内管空气对流给热热阻，可以忽略不计，故有 K 2、由因次分析可得知，空气在圆直管内强制湍流传热中，有： Nu=CRem 式中 将上式两边取对数得： lgNu=lgC+mlgRe可见，若以N
2、u与Re在双对数坐标纸上标绘，应得斜率为m截距为lgC的直线。3、上面式中符号意义 Q 传热速率，W； Vs空气在实验状态下的体积流量，m3/s A传热面积，m2 K总传热系数，W/(m2K) tm传热平均温度差， 空气侧对流给热系数，W/(m2K) t给热温度差， t1 、t2被加热流体进出口温度， 空气在实验状态下的密度，m3/Kg Cp空气比定压热容，J/(kgK)4、有关参数的测定 空气温度t1 、t2用热电偶测出电位数值，经转换用数码显示仪显示 空气流量用转子流量计测出 蒸汽压力用弹簧压力计测得三、实验装置1、实验装置结构及流程见图2、套管换热器尺寸：内管为黄铜管，31mm3.5mm
3、，L=1.6m，套管为50mm水煤气管，并覆以保温材料。四、实验方法1、首先熟悉实验原理和实验装置结构及流程2、正确操作顺序：（1） 启动罗茨鼓风机，并打开空气调节阀，使空气进入套管换热器内管（2） 打开电热锅炉注水阀，向锅炉注水至1/22/3液面处，打开加热器开关，加热并产生一定压力的蒸汽（3） 打开电热锅炉的出口调节阀，让蒸汽进入套管，并排放套管内空气，仪表盘动态显示系统各温度值（4） 按动“显示数据”按钮，调入原始数据记录表（5） 待系统稳定后，按动“确定”按钮，当前一组数据计入原始数据表，在整个测量范围内划分为8个以上测点，并按上述方法记录各组数据（6） 按动“处理数据”按钮，进入数据处理环境界面，按动“显示结果”按钮，便可查看数据处理结果数据表、曲线及其回归方程式五、 实验结果1、PCE-ES处理结果：2、 Excel数据处理结果：六、 思考题1、 影响对流传热系数的因素有哪些？答：流体的物性与种类;流体流动的原因;流体流动的状态;传热面的形状;位置与大小等;即可用表达式表示为=f(,Cp,u,L,gT)。2、 实验数据出现误差的可能原因是什么？答：未等系统稳定就立即记录数据；实验操作不够流畅等。七、参考文献李云飞，葛克山，食品工程原理M.出版地点：中国农业大学出版社，2002.7。
空气在圆直管内作强制湍流时给热系数测定实验
