61.0151
1.7854
0.7059
-0.1513
14
35.5606
32137.33
4.5070
121.7381
72.4171
1.8598
0.7059
-0.1512
15
41.8077
37579.85
4.5750
176.1398
104.5268
2.0192
0.7060
-0.1512
lgRe
lgNu
3.9152
5、顺时针方向缓慢旋转电压调节电位器，使电压表的示值为180V，待水沸腾，水蒸气进入玻璃套管。
6、加热约10分钟后，启动鼓风机，待空气入口温度稳定后开始测试。
7、调节空气流量旁路阀的开度，使压差计的读数为所需的空气流量值（注意旁路阀全开时，空气流量为最小值，全关时为最大值）。
8、待玻璃套管中充满蒸汽并有适量冷凝液时算起，约5分钟后可读取数值。
30.8006
1.4886
0.7057
-0.1514
3
14.7282
13622.79
4.1343
59.0845
35.5059
1.5503
0.7057
-0.1514
4
16.7864
15487.25
4.1900
66.4355
39.8797
1.6008
0.7058
-0.1513
5
18.4296
16951.27
2、启动风机时,空气流量旁路阀不能关上，否则会把U型压差计中的液体冲出。
附：实验装置流量与温度校正数据
空气流量公式： ，R单位为mm .
蒸汽侧壁温与测温热电偶电势关系：T=(22.2E-0.6)，E单位为mv
空气进出口温度校正：
注：实验装置上所给数据与教材中所给数据略有不同，以实验装置上所给的数据为准计算。
流体在圆形直管强制对流时满足下述准数关联式:
式中：Nu—努塞尔特准数， ，无因次
Re—雷诺准数， ，无因次
Pr—普兰特准数， ，无因次
测定不同流速条件下的对流传热系数，在双对数坐标中标绘Nu-Re关系得到一条直线，直线斜率应为0.8。
三、实验内容
1、测定不同空气流量下空气和水蒸汽在套管换热器换热时内管空气的对流传热系数，推算总传热系数。
对流传热系数的测定
北京理工大学 化学学院 董婧 1120102745
一、实验目的
1、掌握对流传热系数的测定方法，测定空气在圆形直管内的强制对流传热系数，验证准数关联式。
2、了解套管换热器的结构及操作，掌握强化传热的途径。
3、学习热电偶测量温度的方法。
二、实验原理
冷热流体在间壁两侧换热时，传热基本方程及热衡算方程为：
2、在双对数坐标中标绘Nu-Re关系，验证准数关联式。
四、实验装置与流程
1、实验装置流程图
图3-3传热实验装置流程示意图
1―蒸汽发生器2―水位指示管3―风机4―风量调节阀5―孔板6―U型管7―空气进口温度计8―空气出口温度计9―热电偶测量系统
10―冷凝回水管11―外管12―内管
2、流程简介
如图3-3所示，鼓风机将空气送入换热器内管，风量由阀门4进行调节，并采用孔板流量计5计量流量，进出换热器的温度分别由进出口的温度计7、8读出
76.5
55.75
1.0732
1.017
1.9888
2.8663
2
2.2
37.0
76.0
56.50
1.0716
1.017
1.9925
2.8715
3
3.2
39.1
76.0
57.55
1.0681
1.017
1.9978
2.8789
4
4.2
40.0
76.0
58.00
1.0666
1.017
2.0000
2.8820
5
5.1
41.1
76.0
58.55
1.0648
1.017
2.0028
2.8859
6
6.1
42.0
76.0
59.00
1.0633
1.017
2.0050
2.8890
7
7.1
42.0
76.0
59.00
1.0633
1.017
2.0050
2.8890
8
8.0
43.0
76.0
59.50
1.0617
1.017
2.0075
实验装置流量与温度校正数据
空气流量公式： ，R单位为mm .
蒸汽侧壁温与测温热电偶电势关系：T=(22.2E-0.6)，E单位为mv
空气进出口温度校正：
七、实验数据处理
1、实验数据记录
序号
ΔR（cm）
t进（℃）
t出（℃）
热电偶电势E（mV）
1
1.1
35.0
76.5
4.34
2
2.2
37.0
76.0
4.37
3
3.2
39.1
76.0
4.38
4
4.2
40.0
76.0
4.38
5
5.1
41.1
76.0
4.39
6
6.1
42.0
76.0
4.38
7
7.1
42.0
76.0
4.39
8
8.0
43.0
76.0
4.39
9
9.1
44.0
76.0
4.40
10
10.0
44.5
76.0
4.40
11
11.0
44.5
75.0
4.40
12
故得
由于换热器总传热系数近似等于关内对流传热系数，所以亦可得到套管换热器的总传热系数
K= =38.867W/(m2 K)
各组计算数据如下表：
①用内插法计算得到的物性参数：
序号
ΔR（cm）
t进（℃）
t出（℃）
t平（℃）
ρ
Cp
μ×105
λ×102
(kg·m-3)
kJ/(kg·℃)
（Pa·s）
1
1.1
35.0
2、传热系数的计算
以第一组数据为例进行计算，如下：
当 ， 时，
平均温度为t平=55.75℃；
查附录六可知(内插法计算)，在55.75℃下，空气的物性为：
密度ρ=1.0732kg/m3，定压热容为Cp=1.017kJ/(kg·℃)，
导热系数 ，黏度 ;
故有
空气流量
空气质量流量
蒸汽侧壁温度
由方程组
可得
又由于管壁导热系数较大且管壁较薄，管内壁温与外壁温近似相等，即 =Tw=95.748℃
4.2292
71.2849
42.7336
1.6308
0.7058
-0.1513
6
20.0871
18429.09
4.2655
77.0193
46.1209
1.6639
0.7058
-0.1513
7
21.6087
19825.14
4.2972
82.3679
49.3238
1.6931
0.7058
-0.1513
8
2.8859
15.5876
6
6.1
42.0
76.0
4.38
59.00
2.0050
1.0633
2.8890
16.9895
7
7.1
42.0
76.0
4.39
59.00
2.0050
1.0633
2.8890
18.2765
8
8.0
43.0
76.0
4.39
59.50
2.0075
1.0617
2.8925
19.3564
1.017
2.0133
2.9006
13
13.0
45.8
76.0
60.90
1.0572
1.017
2.0145
2.9023
14
20.0
47.5
76.0
61.75
1.0546
1.017
2.0188
2.9083
15
28.0
49.0
76.5
62.75
1.0515
1.017
2.0238
2.91见下一页）
9、重复步骤7、8，分别取10个以上空气流量值（应包括最大和最小流量值）。
10、测试结束后，将加热电压调节电位器旋至最左端（逆时针方向），使电压表、电流表的示值为零；约5分钟后关闭鼓风机，并将旁路阀全开，切断总电源，停止实验。
六、实验注意事项
1、实验过程中，蒸汽发生器中的水位不能低于液位计下端的红线，否则螺旋形电热管将被烧坏；液位亦不能过高，否则会使水溢入套管。
22.8855
20938.84
4.3210
85.7828
51.3066
1.7102
0.7058
-0.1513
9
24.3485
22214.06
4.3466
89.1427
53.2517
1.7263
0.7059
-0.1513
10
25.4784
23212.98
4.3657
92.4413
55.1888
1.7419