• 2、操作过程中，蒸汽压力一般控制在0.05MPa。
• 3、测定各参数时，必须是在稳定传热状态下，随时 注意惰气的排空和压力表读数的调整。每组数据应重 复2-3次，确认数据的再现性、可靠性。
五、实验数据处理及结果讨论
• 1、实验数据记录整理成表。 • 2、在双对数坐标纸上标绘Nu-Re关系曲线，确
• 1、蒸汽在水平管外冷凝给热系数：
0
VCP(t2 t1)
A0(Ttw)
式中： ----空气在流量计前方的压力、温度下的密度，kg/m3， 可按理想气体定律计算：
1.2913.02173130 52 pa73pt
Pa-----大气压强，Pa； P ----流量计前端空气表压，Pa； T ----流量计前端空气温度，℃，可取t=t1；
RedudVds21.27Vd3s
4
N uddKdVsA Cp ห้องสมุดไป่ตู้tt2 m t1)
式中：-----空气在定性温度下的粘度，Pas； -----空气在定性温度下的导热系数，W/(m℃)。
• 在取得各次的Re和Nu实验数据后，便可用图解 法或最小二乘法确定参数，从而把实验数据整 理成准数关联式。
• 以Nu为纵坐标，Re为横坐标在双对数坐标 纸上绘图，可得一条直线，该直线的斜率为m， 截距的真数为C
壁的对流给热系数W/(m2℃) • t1、t2—被加热流体进、出口温度，℃
(TTw )m(T1
Tw1)(T2 Tw2) lnT1 Tw1
T2 Tw2
式中：
(TTw )m(T1
Tw1)(T2 Tw2) lnT1 Tw1
T2 Tw2
(tw
t)m
(tw1
t1)(tw2 lntw1 t1
t2)
tw2 t2
二、基本原理
• 在套管换热器中，环隙通以水蒸气，内管管 内通以空气或水，水蒸气冷凝放热以加热空气， 在传热过程达到稳定后，有如下公式：
V C p ( t 2 t 1 ) 0 A 0 ( T T w ) m iA i( t w t ) m
• V—被加热流体体积流量，m3/s • A0、Ai——内管的外壁、内壁的传热面积，m2 • ρ—被加热流体密度，kg/m3 • (T-TW)m——水蒸气与外壁间的对数平均温度差，℃ • CP—被加热流体平均比热，J/(kg℃) • (tw-t)m——内壁与流体间的对数平均温度差，℃ • α0、αi—水蒸气对内管外壁的对流给热系数和流体对内管内
三、实验装置
1-风机；2-冷凝水阀；3-蒸汽阀；4-分流阀；5-孔板流量计；6测压孔；7-疏水器；8-热电偶；9-调节阀；10-疏水阀；11-螺纹 管；12-放气阀；13-光滑管；14-安全阀；15，16-热电偶
• 实验装置由两套换热器组成，一套为光滑圆 铜管，一套为螺旋槽管。
• 冷空气由风机1经流量计、调节阀进入管内， 其进、出口处装有测温热电偶。蒸汽经蒸汽阀 3进入套管环隙，套管上装有压力表。蒸汽温 度由热电偶测定。冷凝水由疏水器排走，蒸汽 中不凝性气体由放气阀12排放。
一蒸汽压力， • 5、调节空气阀，改变空气流量，每一次流量的改变，均须待
空气出口温度达到定态后，才记录有关数据，改变流量，测取 多次不同流量下的数据。 • 6、实验结束，先关蒸汽，待铜管冷却后再停空气。 • 7、关闭蒸汽发生器。
• （二）注意事项
• 1、刚开始通入蒸汽时，要仔细检查蒸汽阀门的开度， 使蒸汽徐徐流入换热器中，逐渐加热，由冷态转变为 热态不得少于20分钟。
数关联式描述：
NuCRm e
式中：Re—流体在管内的雷诺数，无因次
系数C和指数m为待定参数，可通过实验方法确定。将式两边取对数:
lN n m u lR n le C n
可见lnNu与lnRe为线性关系。
• 在实验中，如果我们改变流速以改变雷诺准数Re值， 并根据牛顿冷却定律求出不同流速下的给热系数和努 塞尔特准数Nu。
光滑铜管和螺旋槽管
内径d均为17.8mm，管长L均为1224mm。管 壁厚度1mm
四、实验步骤与注意事项
（一）实验步骤 • 1、打开总电源开关。 • 2、启动风机，打开空气阀，调节空气流量至适量。 • 3、打开蒸汽阀，通入加热蒸汽，（已事先备好），同时打开
蒸汽放气阀，将管内空气排除净后再关放气阀。 • 4、调整蒸汽压力调到0.05Mpa，并保持蒸汽压力不变。固定某
何影响、应采取什么措施？ • 5、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？
• 2、空气在园直管内强制对流给热系数
i
VCP(t2 t1)
Ai (tw t)m
•3、总传热系数K的测定
KVCP(t2 t1)
Atm
tm(Tlt1n)T(Tt1t2)
t2t1 lnTt1
Tt2
Tt2
• 4、气体在圆管内作强制湍流给热准数关联式的确定 • 单相流体在圆形直管内作强制湍流时的给热系数，可用下列准
化工原理实验
总传热系数与热损失
一、实验目的
1、测定空气在园直管内强制对流给热系数； 2、测定蒸汽在水平管外冷凝给热系数； 3、测定总传热系数； 4、学会运用实验方法建立经验公式或半经验公式，分别建立
空气在圆形光滑直管中和螺旋槽管中作湍流流动时对流传 热准数关联式。验证流体在圆管内强制湍流时传热准数关 联式。
• t1、t2—被加热流体进、出口温度，℃
• T1、T2——蒸汽进、出口温度，℃
• Tw1、Tw2、tw1、tw2——外壁和内壁上进、出口温 度，℃
• 在实验中，蒸汽温度可认为T1=T2=T，当内管材 料导热性能很好，即λ值很大，且管壁厚度很
薄时，可认为Tw1＝tw1=Tw2＝tw2=tw，tw即为所测 得的该点的壁温。
定准数关联式。 • 3、讨论实验结果。说明蒸汽冷凝给热系数的
实验值和冷流体给热系数实验值的变化规律。
六、思考题
• 1.实验中空气和蒸汽的流向，对传热效果有何影响? • 2、当管内空气速度增大时，给热系数有何变化？空
气出口温度有何变化？为什么？ • 3、实验中，所测定的壁温是靠近蒸汽侧还是冷流体
侧温度？为什么？ • 4、蒸汽冷凝过程中，若存在不冷凝气体，对传热有