传热综合实验报告示例

实验2传热综合实验一、实验目的1. 通过对空气一水蒸气简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数i的测定方法,加深对其概念和影响因素的理解。并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARemPr04中常数A、m的值。2. 通过对管程内部插有螺旋线圈的空气一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/Nu,了解强化传热的基本理论和基本方式。3. 了解套管换热器的管内压降Ap和Nu之间的关系。4. 通过对几种各具特点、不同形式的热电偶线路的实验研究，掌握热电偶的基本理论以及第三导线、补偿导线的概念，了解热电偶正确的使用方法。二、实验内容与要求实验2-1实验2-2实验2-3实测定56个不同流速下简单套管换热器的对流传热系数i。测定56个不同流速下强化套管换热器的对流传热系数i。在热电偶热端恒定不变的情况下测量17号线路的热点势，观察不同线路热电偶的变化。验对i的实验数据进行对i的实验数据进行同时测量4号（5号）线内线性回归，求关联式线性回归，求关联式路在t4a%、t4at4bt4at5bt5at5b)与的值。值。时的热电势。要测定56个不同流速下测定56个不同流速下分别测量8号线路补偿求简单套管换热器的管内压降甲。强化套管换热器的管内压降Ap2。并在同一坐标系下绘制普通管ApiNu与强化管AP2Nu的关系曲线。比较实验结果。同一流量下，按实验一所得准数关联式求得Nu，计算传热强化比Nu/Nu0o导线的两种不同接法时的热电势，确定正确的联接方法。三、实验原理实验2-1普通套管换热器传热系数及其准数关联式的测定1.对流传热系数i的测定对流传热系数i可以根据牛顿冷却定律，用实验来测定。因为1,而且它的值越大，强化效果越好。需要说明的是，如果评判强化方式的真正效果和经济效益，则必须考虑阻力因素，阻力系数随着换热系数的增加而增加，从而导致换热性能的降低和能耗的增加，只有强化比较高，且阻力系数较小的强化方式，才是最佳的强化方法。实验2-、3热电偶线路的形式和特点理论上，由A、B两种不同金属丝直接接触组成的热电偶的热电势，是两个热电极的材料和冷热两端温度的函数，即：2-8)E,T），fA,B,t,T）AB00热电偶回路具有特有的基本定律。根据这些基本定律，在使用中，又有第三导线、补偿导线等特殊用法。本实验要求从具体的实验结果数据中总结正确的结论，验证其基本规律，并熟悉热电偶线路、第三导线及补偿导线正确的联接方法。四、实验装置2021实验流程图及基本结构参数：图空气水蒸气传热综合实验装置流程图（第套）1普通套管换热器；2内插有螺旋线圈的强化套管换热器；3蒸汽发生器；4旋涡气泵；5旁路调节阀；6孔板流量计；7、8、9空气支路控制阀；10、11蒸汽支路控制阀；12、13蒸汽放空口；14传热系数分布实验套盒（本实验不使用）；15紫铜管；16加水口1920图2-3空气-水蒸气传热综合实验装置流程图（第7、8套）1、普通套管换热器；2、内插有螺旋线圈的强化套管换热器；3、蒸汽发生器；4、旋涡气泵；5、旁路调节阀；6、孔板流量计；8、9空气支路控制阀；10、11、蒸汽支路控制阀；12、13、蒸汽放空口；14、蒸汽上升主管路；15、加水口；16、放水口；17、液位计；18、冷凝液回流口；19普通管测压口；20强化管测压口如图2-2及2-3所示，实验装置的主体是两根平行的套管换热器，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固定。实验的蒸汽发生釜为电加热釜，内有2根2.5kW螺旋形电加热器，用200伏电压加热（可由固态调压器调节）。气源选择XGB-2型旋涡气泵，使用旁路调节阀调节流量。蒸汽空气上升管路，使用三通和球阀分别控制气体进入两个套管换热器。空气由旋涡气泵吹出，由旁路调节阀调节，经孔板流量计，由支路控制阀选择不同的支路进入换热器。管程蒸汽由加热釜发生后自然上升，经支路控制阀选择逆流进入换热器壳程，由另一端蒸汽出口自然喷出，达到逆流换热的效果。空气经支路控制阀7后，进入蒸汽发生器上升主管路上的热电偶和传热系数分布实验管，可完成热电偶原理实验。装置结构参数表2-1所示。2.实验的测量手段空气流量的测量空气主管路由孔板与差压变送器和二次仪表组成空气流量计，孔板流量计为标准设计其流量计算式为：表2-1实验装置结构参数实验内管内径d.(mm)i16.00实验内管外径d(mm)o17.92实验外管内径D.(mm)i50实验外管外径D(mm)o52.5总管长(紫铜内管)L(m)1.30测量段长度l(m)1.10加热釜操作电压200伏操作电流W20安t0V=21.64,APt0第、套实验装置：0V=21.42,t02-9)2-10)t0第、套实验装置:V二23.80t0APt02-11)式中：AP孔板流量计两端压差，KPa；R孔板流量计两端压差，mH2O柱;t0流量计处温度(本实验装置为空气入口温度)，C；P0t0时的空气密度，kg/m3。由于被测管段内温度的变化，还需对体积流量进行进一步的校正=Vt0273tm273t02-12)温度的测量实验采用铜-康铜热电偶测温，温度与热电势的关系为T(C1)第套实验装置：0图2-4传热实验中冷流体进出口温度及壁温的测量线路图3.热电偶线路温度测量实验面板图图mvl热）mv髦伏计正极接头员极接头康铜电极铜电极療密电极棵铝电极铜导线康铜导线任意导线（线位置偶的冷2.检查蒸汽加热釜中的水位是否在正常范围内。特别是每个实验结束后，进行下一实验之前，如果发现水位过低，应及时补给水量。3必须保证蒸汽上升管线的畅通。即在给蒸汽加热釜电压之前，两蒸汽支路控制阀（见图2-2及2-3所示）之一必须全开。在转换支路时，应先开启需要的支路阀，再关闭另一侧，且开启和关闭控制阀必须缓慢，防止管线截断或蒸汽压力过大突然喷出。4. 必须保证空气管线的畅通。即在接通风机电源之前，三个空气支路控制阀之一和旁路调节阀（见图2-2及2-3所示）必须全开。在转换支路时，应先关闭风机电源，然后开启和关闭控制阀。5. 调节流量后，应至少稳定510分钟后读取实验数据。6. 实验中保持上升蒸汽量的稳定，不应改变加热电压，且保证蒸汽放空口一直有蒸汽放出。六、报告内容1. 实验2-1的原始数据表、数据结果表（换热量、传热系数、各准数以及重要的中间计算结果）、准数关联式的回归过程、结果与具体的回归方差分析，并以其中一组数据的计算举例。2. 实验2-2的原始数据表、数据整理表（换热量、传热系数、各准数、Nu0和强化比,还包括重要的中间计算结果）、准数关联式的回归结果。3. 在同一双对数坐标系中绘制实验2-1、实验2-2的NuRe的关系图。4在同一坐标系中绘制实验2-1、实验2-2的?Nu的关系图。5 对实验结果进行分析与讨论。6 对实验2-3的数据表，进行比较与讨论：17号线路的结构特点和实验结果；4、5号线路的结构特点和实验结果；8号线路的结构特点和实验结果。