化工原理实验强化传热的途径的探讨姓名:罗泓学号：080300115学院：生物科学与工程学院班级：03级生物工程（1）班同组人：陈玉书,陈洁,王茜,田丽娟指导老师：施小芳,林述英实验时间：2005年6月2日强化传热的途径的探讨本文摘要:本文通过对普通套管换热器和强化套管换热器传热膜系数α2的测定,归纳出流体在圆形直管中作强制湍流时的对流传热系数的准数关联式Ｎｕ=ＡＲeｍ。通过实验数据来说明,要提高传热的效果要采取的一些措施.并根据传热数随着雷诺数的增大而增大,分析是否存在最佳的操作的雷诺数.关键词:传热系数传热膜系数α雷诺数引言:电厂中的凝汽器、高低压回热加热器、热网加热器、蒸汽暖风器等统称为换热器,合理选择换热器可降低生产成本、节约能源,提高设备利用率。提高换热器综合效率、降低其寿命周期费用的最有效措施是强化传热。传热强化技术就是当高温流体和低温流体在某一传热面两侧流动时,使单位时间内两流体间交换的热量Q增大,从传热速率方程式Q=KA△tm可知,扩大传热面积A、加大平均温差△tm和总传热系数K均可提高传热速率,在换热器的研究、设计和使用操作中,大多均从这三要素来考虑强化传热过程。正文:对于流体在圆形直管中作强制湍流的对流传热系数的准数关联式可以表示为：Ｎu=CRemPrn系数C与指数和n则需要由实验加以确定。对于气体，Pr基本上不随温度而变，可视为一常数，因此，式（1）可简化为：Ｎu=ARem式中：Ｎｕ=α2ｄ/λＲe=ｄuρ/μ本实验是蒸汽加热空气，故ｎ＝0.4。所以Ｎu=CRemPr0.4log(Ｎu/Pr0.4)=mlogRe+logC则实验的关键在于α2的求取,换热器内管为紫铜管，其导热系数很大，且管壁很薄，故认为内、外壁温与壁面的平均温度近似相等,污垢热阻很小，可略去不计,从而可近似为：1/Ｋ=1/α2×(ｄ1/ｄ2)实验前要对实验的点进行分割，本次实验要求测量8个点，实验点的分割点由Xi+1=(Xmax/Xmin)1/(n-1)XiX1=XminX2=(Xmax/Xmin)1/(n-1)X1……实验步骤:(1)作好实验前的准备。(2)加热10分钟,启动鼓风机,保证空气入口温度ｔ1比较稳定。(3)调节空气流量旁路阀的开度,使压差计读数为所需的空气流量值。(4)稳定5-8分钟左右读取压差计读数△Ｐ,以及转动各仪表选择开关读取ｔ1、ｔ2、Ｅ值。重复以上步骤,共测定7个空气流量值下的7组数据。(5)转换支路,用上述方法做强化套管换热器实验。1.2.2实验装置的主要参数（表1）实验内管内径d2(mm)19.25实验内管内径d1(mm)22.01实验内管内径D2(mm)50实验内管内径D1(mm)52.5总管长（紫铜内管）L(m)1.30测量段长度l(m)1.00加热釜操作电压（V）≤200操作电流（A）≤10图2:强化管内部螺线圈结构示意图图3测量仪表面板示意图温度显示仪表下方的转换开关共有7档，分别为：0――显示普通管空气进口温度；1――显示普通管空气出口温度；2――显示强化管空气进口温度；3――显示强化管空气出口温度；4――显示电加热釜水温；5、6――为空档。热电偶（毫伏计）显示仪表下方的转换开关共有7档，分别为：0――显示普通管壁温的热电势E；1――显示强化管壁温的热电势E；其余为空档。二试验数据处理公式空气流量和流速孔板流量计为非标准设计,故需进行整体校正,得到空气流量计Vt1（m3/h）与压差之间的关系为：Ｖt1=23.80×（ΔP/ρt1）1/2空气流量V（m3/h）的计算式为：Ｖ=Ｖt1×（273＋t平均）/(273+t1)空气的流速：ｕ=Ｖ×3.14×ｄ2×10-3管外壁面平均温度ＴＷ(℃)Tw(℃)=8.5+21.26×E（mv）空气密度（kg/m3）：ρ＝1.2916－0.0045t+1.05828×10－5t2（0℃≤t≤100℃）空气比热（kJ/kg•℃）：Ｃｐ＝1.00492－2.88378×10－5t＋8.88638×10－7t2－1.36051×10－9t3＋9.38989×10－13t4－2.57422×10－16t5（0℃≤t≤100℃）空气粘度（Pa。s）：μ＝1.71692×10－5＋4.96573×10－8t－1.74825×10－11t2（0℃≤t≤100℃）空气导热系数（ｗ/ｍ2·℃）λ＝0.02437＋7.83333×10－5t－1.51515×10－8t2（0℃≤t≤100℃）2.数据处理与实验结果讨论2.1实验原始数据以及处理结果：2.1.1普通管数据表格表2普通管原始数据进口温度t1/℃出口温度t2/℃热电势E/mv孔板压差Δ