北京化工大学应用化学传热实验报告Word下载.docx
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静态混合器:
正、反螺旋结构交替排列,可自由放入内管。
仪器仪表:
风机,XGB-ll,最大静风压17kPa,最大流量1OOm3"
h-'
;
蒸汽发生器,1.5kW,可根据蒸汽用量的大小自动调整加热;
孔板流量计,do=20.0mm,精度等级2.5;
温度计Pt100、热电偶,0~200C,精度等级分别为0.2,0.5
孔板压差传感器,WNKB8型,0-20kPa,精度等级0.2;
显示仪表:
AI-518等,精度等级0.1,用法见教材附录;
变频仪:
西门子MM420型,用法见教材附录。
控制系统:
控制电柜+电脑+数据采集软件,380VAC+220VAC。
五、实验操作
1、开补水阀向蒸汽发生器内加水至4/5液位计高度,关闭该阀门;
2、按下控制柜对应设备的加热、风机按钮,检查出口温度计顶端位于中心位置;
3、开电脑运行软件,同时启动风机30Hz以上,短时间观察思考题5中提到的象;
4、等待壁温达到100℃左右且稳定不变后,通过仪表修正孔板压降零点和壁温;
5、电脑控变频仪改变流量,要求每个点稳定约2分钟再记数据,孔板压降大于0.15kPa,通过软件点击“查看数据\实验结果”,发现不合理点应删除重做;
6、做强化传热实验时,先通过电脑停风机,再向上拔出口温度计,然后旋转放入混合
实验数据表格及计算举例
1、空气强制湍流给热系数实验数据
ΔP孔板,0
ΔP管路,0
0.00
序号
进口温度
t1/℃
出口温度
壁温1
tw,1/℃
壁温2
tw,2/℃
孔板压降
ΔP孔板/kPa
管路压降
ΔP管路/kPa
1
30.0
75.0
100.3
100.1
0.20
0.34
2
29.0
66.6
100.0
0.30
0.47
3
28.5
65.9
100.4
0.40
0.61
4
28.3
65.5
0.50
0.72
5
65.1
99.9
0.60
0.85
6
28.4
64.9
0.70
0.97
7
28.7
0.80
1.09
8
29.4
0.90
1.21
9
29.8
1.00
1.31
10
30.8
65.0
1.20
1.56
11
32.0
65.4
99.8
1.40
1.77
12
33.6
65.8
1.60
2.01
13
36.4
66.8
1.80
2.46
14
40.1
68.1
2.36
l/m
d1/m
d2/m
A1/m2
A2/m2
Am/m2
1.250
0.0200
0.0270
7.854E-02
1.060E-01
9.160E-02
工作点流量
qv2/m3•h-1
工作点温度
t/℃
工作点压力
p/kPa
工作点密度
ρ/kg•m-3
工作点粘度
μ/Pa•s
工作点热导率
λ/W•m-1•℃-1
12.3
0.44
1.165
1.860E-05
2.673E-02
15.0
0.62
1.855E-05
2.666E-02
17.4
0.81
1.853E-05
2.662E-02
19.4
1.852E-05
2.661E-02
21.3
1.15
23.0
1.32
24.5
1.49
1.854E-05
2.664E-02
26.0
1.66
1.857E-05
2.669E-02
27.4
1.81
1.859E-05
2.672E-02
30.1
2.16
1.864E-05
2.679E-02
32.5
2.47
1.870E-05
2.688E-02
34.7
2.81
1.878E-05
2.700E-02
36.8
3.36
1.892E-05
2.721E-02
42.1
4.00
1.128
1.911E-05
2.748E-02
δ/m
λ黄铜/W•m-1•℃-1
p蒸汽/kPa
t壁温/℃
0.0035
85.5
100.6
工作点比热容
cp/J•kg-1•℃-1
工作点气速
u/m•s-1
热流量
Q/W
对数平均温差
Δtm/℃
给热系数
α1/W•m-2•℃-1
2.400E-01
9.9
154.4
44.0
53.3
12.1
158.0
50.1
47.9
13.9
181.5
50.8
54.2
15.6
201.8
51.0
59.9
17.1
218.7
51.3
64.6
18.4
234.3
51.4
69.2
19.7
248.4
73.4
20.9
258.4
76.8
22.0
269.3
50.9
80.3
24.1
287.4
50.4
86.5
26.1
303.2
49.6
92.7
27.9
312.5
48.7
97.3
29.6
312.9
46.9
101.1
33.8
319.5
44.6
108.6
Nu
Pr
Re
Nu/Pr0.4
41.8
0.000
12960
1357.1
37.7
15912
1222.7
42.8
18398
1386.4
47.3
20581
1534.3
22545
1653.5
54.6
24345
1770.1
57.9
26005
1877.3
60.4
27530
1959.7
63.1
28988
2046.7
67.8
31669
2198.8
72.4
34097
2348.2
75.7
36296
2454.3
78.0
38213
2531.1
83.0
41955
2692.7
频率
/Hz
35.5
72.6
1.48
35.0
75.9
2.12
34.5
76.5
2.77
34.1
34.2
4.01
76.6
4.62
36.3
76.9
5.18
37.5
77.1
5.82
39.4
77.3
6.39
43.5
78.1
7.80
qv/m3•h-1
1.58
1.164
2.714E-02
2.27
2.710E-02
2.97
2.707E-02
3.61
2.704E-02
4.31
4.97
5.58
2.720E-02
6.27
2.729E-02
6.89
1.163
2.743E-02
30.2
8.41
2.773E-02
127.2
44.3
34.3
1.240E+00
887.4
41.5
324.2
251.2
2.240E+00
1900.9
41.2
699.9
543.0
3.240E+00
3103.5
41.3
1139.6
885.2
4.240E+00
4438.5
1628.4
1264.5
5.240E+00
5755.5
40.8
2140.0
1655.9
6.240E+00
7236.9
40.3
2724.9
2103.8
7.240E+00
8684.9
39.7
3318.4
2553.7
8.240E+00
9968.6
38.8
3891.8
2979.7
9.240E+00
24.2
11217.6
4629.0
3505.3
12983
1119.6
0.001
15923
4253.6
0.002
7255.5
20571
10199.4
0.003
22528
13083.8
0.004
24308
15759.3
25934
18674.0
0.005
27472
21377.3
0.006
28871
23708.3
31634
26724.9
以第一组数据为例
△tm=
℃=
℃
=0.24*1.86*10^-5/0.0267=0.167
七、实验结果作图及分析
八、思考题
实验思考题
1.本实验中管壁温度应接近蒸汽温度还是空气温度?
为什么?
答:
接近蒸汽温度。
因为蒸汽冷凝给热系数远远大于空气给热系数。
2、.如果采用不同压强的蒸汽进行实验,对a的关联有无影响?
由实验经验关联式中可看出,Nu=A•RemPr0.4,细化各个准数,各个因素受温度影响很大,而受压力影响小,且其决定于空气的性质,所以可认为无影响。
3、试估算空气一侧的热阻的百分数。
当忽略污垢热阻,50oC时,热阻计算主要为,则空气热阻比例为,即热阻主要表现为空气热阻
。
4、.管内空气流速对传热膜系数有何影响?
当空气流速增大时,空气离开热交换器的温度将升高还是降低?
由经验关联式可以看出,流速增大,雷诺数增大,空气传热系数增大,,K增大,由Q=qmCP(t2-t1)/3600=ρVACp(t2-t1)/3600,Q=KA
,当VA增大且维持Q恒定时,温差随着减小,即出口温度降低
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- 北京 化工大学 应用化学 传热 实验 报告