传热综合实验实验

1.原始数据记录表格

次序 项目 空气进口温度 t1℃ 空气出口温度t2℃ 空气流量 V m3/h 空气进口处密度kg/m3 空气质量流量 ms2 kg/s 空气流40.95 39.41 38.44 36.59 35.27 33.92 32.85 0.0135 0.0131 0.0128 0.0122 0.0118 0.0114 0.0111 ρ1.053 1.055 1.059 1.062 1.065 1.070 1.075 46.286 44.545 43.545 41.357 39.873 38.347 37.135 82.7 82.1 81.2 80.8 79.8 77.1 75.1 48.4 46.8 45.1 43.5 41.1 39.9 38.4 1 2 3 4 5 6 7 速 u m/s 空气定性温65.55 61.85 60.3 59.95 59.5 58.95 58.3 度 ℃ 以下计算以次序1作为计算实例：

空气进口密度105t24.5103t1.2916=10-5*48.4 2 -4.5*10-3 *48.4+1.2916=1.053 kg/m3；

空气质量流量ms2 =ρV=1.053*46.286/3600=0.0135kg/s；

空气流速u=4V/(πd2)=4*46.286/(3.14*0.02*0.02*3600)=40.95 m/s； 空气定性温度(t1+t2)/2=(48.4+82.7)/2=65.55℃； 换热面积Ad2l2= 3.14*0.016*1=0.0502m2； 空气的比热 Cp2=1005 J / (kg ∙℃)； 对数平均温度 tmT1t2T2t1=33.001℃；

lnT1t2T2t1总给热系数 K2.计算结果列表 次序 空气定性温1 m2cp2t2t1Atm=0.25933 W/(m2·℃)；

2 61.85 3 60.3 4 59.95 5 59.5 6 58.95 7 58.3 65.55 度 ℃ 密度ρkg/m3 1.09 1.10 1.10 1.10 1.10 1.09 1.08 导热系0.0284 数W/(m•℃) λ0.0283 0.0281 0.0281 0.0282 0.0283 0.0285 雷诺准6397.63 9060.41 12852.51 15469.95 18845.54 21773.31 24262.17 数Re 普兰特0.694 数Pr 理论值 39.11 αW/(m2•℃) 努塞尔22.03 数Nu 29.14 38.57 44.73 52.32 58.76 64.04 51.54 67.73 78.56 92.22 103.94 114.07 0.696 0.697 0.697 0.695 0.696 0.695 密度105t24.5103t1.2916=10-5*50.252 -4.5*10-3 *50.25+1.2916=1.09kg/m3

105 流体粘度(2106t25103t1.7169）=(2106*50.2525103*50.251.7169）105 =1.96E-05 Pa·s； t=定性温度；

流体导热系数2108t28105t0.0244

=2108*50.2528105*50.250.0244= 0.0284 W/(m·℃)；

雷诺准数Redu=0.016*7.19*1.09/1.96E-05=6397.63； =(1005*1.96E-05)/ 0.0284=0.694；

0.02842

*6397.630.80.6940.4=39.11 W/(m·℃)； 0.016普兰特数 Prcp2理论值 α=0.023Re0.8Pr0.4=0.023d努赛尔数Nud= 39.11*0.016/0.0284=22.03。 八、实验结果与分析

1、冷流体给热系数实验计算值与理论值列表比较：

次序 1 2 3 4 5 6 7 总给热系数 50.67 63.83 78.47 89.17 100.72 112.84 123.40 K 理论值 α 39.11 误差 51.54 67.73 78.56 92.22 103.94 114.07 29.56% 23.85% 15.85% 13.50% 9.21% 8.56% 8.18% 分析讨论：

1） 在对实验值与理论值进行比较得，在温度的较小时误差较大，随着温度的升高，误差减小。

2）产生误差的原因：我组是接在另外一组后面进行实验的，可能是由于上组累积了一些污垢，而我们计算的时候没有把它计算在内。同时我组的实验数据是从低流量到高流量测出，可能由于设备的温度没有下降就开始测量，可能导致误差比较大。在做实验的时候，没有进行高端排气和低端排液，这些都会影响总给热系数。 2、实验数据图表

注：见附图1 思考题：

1、实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响？

答：无影响。因为Q=αA△tm，不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动，由于蒸汽的温度不变，故△tm不变，而α和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响，所以传热效果不变。

2、在计算空气质量流量时所用到的密度值与求雷诺数时的密度值是否一致？它们分

别表示什么位置的密度，应在什么条件下进行计算。

答：不一致。计算空气质量流量时所用到的密度值是冷流体进口温度下对应的密度；求雷诺数时的密度值时是冷流体进出口算术平均温度对应的密度。 3、实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响，如何及时排走冷凝水？如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对α关联式有何影响？

答：冷凝水不及时排走，附着在管外壁上，增加了一项热阻，降低了传热速率。

在外管最低处设置排水口，若压力表晃动，则及时打开排冷凝水阀门，让蒸汽压力把管道中的冷凝水带走。在不同压强下测试得到的数据，将会对α产生影响，因为PV=nRT，P与V是变量，P变化后T也随之改变，T改变后，蒸汽进口处的温度就会改变，△tm也会改变。

心得：

1.本次实验的数据处理可以说是我处理过的实验数据中最繁琐的一次。这里的数据我都先后分别用excel和计算器计算，几乎每个数据都要算两遍。在计算过程中，我了解到处理数据的时候要注意有效数字的运算规则。第一次算的时候，我用excel来计算，保留了许多的有效数字，最终画出的图像不是很理想，后来我再次重新计算，使每个数据都保留两位有效数据，结果得到了现在的图像。这次的实验让我明白正确处理数据对实验结果的影响是很大的。

2.在书写实验报告的过程中，我遇到了许多的问题。它让我明白实验报告的书写时很不容易的，在书写过程中，我对实验的原理有了更深的印象，在通过翻阅书本来解决报告里遇到的问题，让我可以养成独立思考问题的习惯和解决问题的思维。

3.在做这个实验之前，我的知识只是建立在书本上，没有什么实践的经历。通过这次的实验，我的动手能力得到了提高，让我可以理论知识结合我的理论知识实践，更好得掌握怎样测定总传热系数这个知识点。