传热膜系数测定实验报告.pdf
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1、实名实名实名实名: 膜系定实 一一一一、 实目的实目的实目的实目的 掌握膜系 的定方法; 通实掌握确定强化与非强化程中膜系准联式的系 A 和指 m 、 n 的方法; 定套管器的失与雷准的系; 通实提高准系式的理解,并分析影响 的因素,了解工程上强化的措施。 二二二二、 实器材实器材实器材实器材 实装置(北京化工大学制) 三三三三、 实原理实原理实原理实原理 流的核心是求算膜系 ,流体无相变流准联式的一般形式: p n m Gr ANu = Pr Re 于强制湍流而言, Gr 可以忽略,即 n m ANuPr Re = 本实可化上式,取 4.0 = n (流体被加)。 4.0 Pr Re = m
2、 ANu 在两边取,即得到直方程: Re l g l g Pr l g 4.0 m ANu += 在双坐中作,找出直斜率,即方程的指 m 。在直上任取一点的函值代入方程中,可得到系 A ,即 m Nu A RePr 4.0 = 于方程的联,首先要有 Nu 、 Re 、 Pr 的据。其特征定义式分 d u = Re , Cp = Pr , d Nu = 实中改变空气的流量,以改变 Re 准的值。根据定性温度(空气、出口温度的算平均值)算的 Pr 值。同,由牛冷却定律,求出不同流速下的膜系值,而求得 Nu 值。 牛冷却定律 m t AQ = 式中 膜系, W/ ( m ); Q 量, W ; A
3、总面, m ; m t 管壁温度与管流体温度的平均温差, 量可由下式求得 ()() 3600/3600/ 1212 t t CVt t CWQ p s p = 式中 W 量流量, k g /h ; p c 流体定比, J/ ( k g ) 1 t , 2 t 流体、出口温度,; 定性温度下流体密度, k g /m ; s V 流体体流量, m /h 。 空气的体流量有孔板流量量,其流量 s V 与孔板流量降 p 的系 54.0 2.26 p V s = 式中 p 孔板流量降, k Pa ; s V 空气流量, m /h 。 四四四四、 实装置实装置实装置实装置 1 、实装置 -1 套管式器实设
4、备流程套管式器实设备流程套管式器实设备流程套管式器实设备流程 1 、蒸汽发生器 2 、蒸汽管 3 、补水口 4 、补水 5 、排水 6 、套管器 7 、放气 8 、冷凝水回流管 9 、空气流量 10 、力(差)感器 11 、孔板流量 12 、空气管 13 、风机 2 、设备明 本实空气走管,蒸汽走隙(玻璃管),管黄铜管,其 0.020m ,有效长度 1.25m 。空气出口温度和壁温分由电阻( Pt 100 )和电偶量得。孔板流量的差通力感器电信号由表头示 , 其位 k Pa 。蒸汽发生器的加功率 1.5k W 。 五五五五、实容及步实容及步实容及步实容及步 实始前,先弄清配电箱上各按与设备的系
5、,以便正确启按; 查蒸汽发生器中水位,使液位保持在 1/2 2/3 ; 打总电源及仪表(色按熄,色按亮,以下同); 实始,蒸汽发生器补水,启动风机,接通蒸汽发生器的加电源,打放气; 待蒸汽生后,启风机,空气流量控制在某一定值。待出口温度、壁温仪表定后,出口温度、壁温和差据,改变空气流量 9 次,重复实,据; 强化实是在上述实完成后,强化元件插入铜管中,再改变空气流量 9 次并据; 实束后,先停蒸汽发生器电源,再停风机,清理。 注意事: a . 实前,务必使蒸汽发生器液位合适,液面高,水会溢入蒸汽套管;低,可能毁加器。 b . 空气流量,要做到心中有,保湍流,孔板流量差不从 0 始,最小不低于
6、0.1k Pa 。实中合理取点,以保据点均。 c . 每改变一个流量后,等到据定后再取据。 六六六六、 实据及处理实据及处理实据及处理实据及处理 原始据和算果如下: 管道 m d 020.0 = ,长度 m L 25.1 = 率 f / Hz 壁温 1 T / 壁温 2 T / 口温 1 t / 出口温 2 t / 孔板降 p /k Pa 空气力/k Pa 50 97.1 96.7 28.6 55.6 5.32 3.64 46 97.0 96.8 28.6 59.5 4.53 3.12 42 97.0 96.7 29.8 63.1 3.78 2.61 38 97.3 96.9 31.8 65.
7、5 3.13 2.20 34 97.3 96.9 31.9 66.1 2.55 1.80 30 97.3 96.9 31.6 66.2 2.60 1.45 26 97.5 97.0 30.7 66.1 1.52 1.14 22 97.5 97.1 29.7 66.0 1.11 0.88 18 97.6 97.0 29.3 66.0 0.76 0.64 表表表表 -1 强化前据强化前据强化前据强化前据 管道 m d 020.0 = ,长度 m L 25.1 = 率 f / Hz 壁温 1 T / 壁温 2 T / 口温 1 t / 出口温 2 t / 孔板降 p /k Pa 空气力 /k Pa
8、50.0 97.1 96.7 28.6 55.6 5.32 3.64 46.0 97.0 96.8 28.6 59.5 4.53 3.12 42.0 97.0 96.7 29.8 63.1 3.78 2.61 38.0 97.3 96.9 31.8 65.5 3.13 2.20 34.0 97.3 96.9 31.9 66.1 2.55 1.80 30.0 97.3 96.9 31.6 66.2 2.60 1.45 26.0 97.5 97.0 30.7 66.1 1.52 1.14 22.0 97.5 97.1 29.7 66.0 1.11 0.88 18.0 97.6 97.0 29.3
9、66.0 0.76 0.64 表表表表 -2 强化据强化据强化据强化据 算示例(以表 -1 第一据例) 平均温度差 Ct Tt Tt Tt Tt m o 7.536.551.976.287.96l n )6.551.97()6.287.96(l n )()( 21122112 = 查取 C o 7.53 下的空气物性据如下: 比容 11 008.1 = Kk g k JCp 定性密度 3 /078.1 m k g = 入口密度 3 /128.1 m k g i n = 定性粘度 s Pa = 4 10198.0 定性率 11 0284.0 = Km W 面 2 0785.025.1020.0m
10、 d LA = 54.0 2.26 p V s = = h m/609.6432.52.26 354.0 = u d Au V s 4 2 = s m s m d Vu s /127.57/ 3600 02 . 0 609.6444 22 = = 雷 34 10090.6510198.0128.1127.5702.0Re = = d u 普朗特 7028.0 0284 . 0 10198.010008.1Pr 43 = Cp 根据量 ()() 3600/3600/ 1212 t t CVt t CWt AQ p s p m = 入据得: () )/(130.7017.530785.03600/
11、)6.286.55(10008.1609.64128.13600/ 2312 Cm Wt At t CV m p s o = = 努尔 92.043 0284 . 0 020.0130.701 = = d Nu 2.025 7028 . 0 043.92l g Pr l g 4.04.0 = Nu , 4.81410090.65l g Re l g 3 = 接下算的其他率下的 4.0 Pr l g Nu , Re l g ,并且列表如下: 序号 t 1-t 2 l n (t 1/t 2) t mt 2-t 1 Q A t 1/t 2 1 26.6 0.495283786 53.71 27.05
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