热工综合实验报告
学院：机械学院
专业：能源与环境系统工程
姓名（学号）：1141440056韦声
1141440057冯铖炼
实验原理：
本实验是通过间壁式换热器进行传热实验，即冷、热两种流体分别在固体壁面两侧流动，两流体不直接接触，通过固体壁面进行传热。

1.测定从传热系数h
由于换热器内的冷热空气的温度和物性是变化的，因而在传热过程中的局部传热温差和局部传热系数都是变化的，工程计算中，在沿程温度和物性变化不是很大的情况下，通常传热系数K和传热温差△t m均可采用整个换热器上的对数平均值，因此，对于整个换热器，传热速率方程可写为
m
即：
式中：Q-传热速率，W;
A-换热器的传热面积，m2；
△t m-换热器两端的对数平均温差，℃；
h-总传热系数，W/m2･℃。

2.传热效率Q的计算
热空气传热量：Q1=m1*c p1*(T1-T2)
冷空气传热量：Q2=m2*c p2*(t1-t2)
考虑到冷空气走换热器的壳程，壳程的外表面存在热损失，因此上传热速率应以热空气
侧来计算。

故Q=Q1
式中: Q1、Q2-热空气、冷空气传热速率，W；
m1、m2-热、冷空气的质量流量，kg/h；
T1,T2-热空气的进、出口温度，℃；
t1,t2-冷空气的进、出口温度，℃；
c p1,c p2-冷、热空气的定压比热，J/kg･℃，分别根据热、冷空气的定性温度T
、t性查得，其中：
性
3.对数平均温度差△t m的计算
△t m=
其中：
逆流时：△t1=T1-t2△t2=T2-t1
顺流时：△t1=T1-t2△t2=T2-t1
4．热空气质量流量m的计算
式中：V——热空气的体积流量，m3/h；
C ——孔板流量计的校正系数,本实验中，C=1.6889；
ΔP——孔板两侧差压变送器的读数，kPa。

本实验中，可根据空气的温度和压力，应用理想气体状态方程来进行计算，即：
式中：MA——空气的摩尔质量，kg/kmol；
本实验中，MA=29.0 kg/kmol；P0——大气压，kPa；P0=101.3 kPa；
R——通用气体常数，kJ/(kmol·K)；
本实验中，R=8.314 kJ/(kmol·K)；T——孔板处空气温度，K。

R——通用气体常数，kJ/(kmol·K)；本实验中，R=8.314 kJ/(kmol·K)；
M=V
实验步骤
1．连接电源，开启电源总开关，电源指示灯亮，观察各电压表的示数是220V。

运行“T HXHR-5”监控工程，通讯成功后，开始准备实验。

2．全开阀F6，启动无纸记录仪，在手动(M)调节状态下，将加热调节的比例输出操作值MV设为40。

启动热风机、空气加热器。

3．逆流实验：全开阀F3、F4，关闭阀F2、F5、F7，启动冷风机，调节阀F1、F3，将流量调节至40m3/s。

4．等待2min，记录下当前实验数据。

5．按照步骤4，固定冷、热空气流量，取5组实验数据，将数据记录下来
6．顺流实验：全开阀门F2、F5，关闭阀门F3、F4、F7；通过控制阀F1 和F2 控制冷空气进入换热器的流量为40 m3/h 左右。

7．重复步骤4和5，并记录相应数据。

8．实验结束后，将无纸记录仪上的调压模块的比例输出设为0，依次关闭“空气加热
器、冷风机、热风机、无纸记录仪、电源总开关”，整理实验台。

实验中遇到的问题
1.多组实验数据误差过大，运行情况不够稳定，也许是由于设备开机时间还不够长，
流场还未稳定，设备温度还未到底理想温度。

2.进入热交换器的冷测流体温度不够低，这是因为冷风机产生的热量未能及时排出，
导致冷测空气吸热，温度升高。

3.实验数据受外界因素影响过大，不同时间点测得数据差异较大，所以每组数据得出
的换热系数的不确定度都比较大。

4.实验中出现冷空气入口处的压力随时间会逐渐升高，这很有可能和实验设备的构造
有关。

5.由于设备构造，设备内空气的气压较低，导致空气密度小，从而影响换热的效率。

实验数据处理
顺流实验数据。