传热实验(实验报告) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
实验五 传热实验
一、 实验目的
1. 了解换热器的结构及用途。

2. 学习换热器的操作方法。

3. 了解传热系数的测定方法。

4. 测定所给换热器的传热系数K 。

5. 学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程，并实验之。

二、 实验原理
根据传热方程m t KA Q ∆=，只要测得传热速度Q 、有关各温度和传热面积，即可算出传热系数K 。

在该实验中，利用加热空气和自来水通过列管式换热器来测定K ，只要测出空气的进出口温度、自来水的进出口温度以及水和空气的流量即可。

在工作过程中，如不考虑热量损失，则加热空气放出的热量Q 1与自来
水得到热量Q 2应相等，但实际上因热量损失的存在，此两热量不等，实验
中以Q 2为准。

三、 实验流程及设备
四、 实验步骤及操作要领
1.开启冷水进口阀、气源开关，并将空气流量调至合适位置，然后开启空气加热电源开关
2.当空气进口温度达到某值（加120℃）并稳定后，改变空气流量，测定不同换热条件下的传热系数；
3.试验结束后，先关闭电加热器开关。

待空气进口温度接近室温后，关闭空气和冷水的流量阀，最后关闭气源开关；
五、 实验数据
1.有关常数
换热面积：0.4m 2
2.实验数据记录表
以序号1为例：
查相关数据可知：18.8℃水的密度348.998m kg
=ρ
20℃水的比热容()C kg kJ
C p 。

⋅=185.4
空气流量：s m Q 3004.0360016==气
水流量：s kg Q W 022.03600/48.9981080
3-=⨯⨯=⋅=ρ水水
水的算数平均温度：C t t t 。

出入平均3.212
246.182=+=+= 传热速率：s
J Q t t W C p 437.5016.18-24022.0418512=⨯⨯=-⋅=）（）（水
()()()()℃
查图得：对数平均温度：逆△△。

△022.3699.0386.3699
.09.146.18245.291.110-06.06.181.1106.1824386.366.185.29241.110ln 6.185.29241.110ln 1
221
11122
121=⨯====--=-==--=--==-----=∆∆∆-∆=∆∆t t t t T T t
T t t t t t t m t m t m R P C t ϕϕ 传热系数：K m W t S Q K m 2801.34022
.364.0437.501=⨯=∆⋅=
六、 实验结果及讨论
1.求出换热器在不同操作条件下的传热系数。

答：如上表所示。

2.对比不同操作条件下的传热系数，分析数值，你可得出什么结论？
答：K 值总是接近热阻大的流体侧的α值，实验中，提高空气侧的α值以提高K 值。

3.转子流量计在使用时应注意什么问题如何校正
答：对于液体而言，()()
122121ρρρρρρ--=f f Vs Vs 下标1表示出场标定液体，下标2表示实际液体；
对于气体：2
121s g g Vs V ρρ= （转子材料密度ρf>>ρg ）, 下标1表示出场标定气体，下标2表示实际气体。

4.针对该系统，如何强化传热过程才更有效为什么
答:提高对流传热系数α值，如提高空气流速，内管加入填充物或采用螺纹
管，加热面在上，制冷面在下。

5.逆流换热和并流换热有什么区别你能用该实验装置加以验证吗
答：①逆流推动力m t ∆大，载热体用量少，热敏物料加热，控制壁温以免过高；
②在相同水流量条件下，在获得相同Q 时，逆流操作的时间较并流 所需时间要少。

6.传热过程中，哪些工程因素可以调动？
答：①增大传热面积S;
②提高传热系数α；
③提高平均温差
t
m
7.该实验的稳定性受哪些因素的影响？
答：①空气和蒸汽的流向；
②冷凝水不及时排走；
③蒸汽冷凝过程中，存在不冷凝气体，对传热有影响。

8.你能否对此实验装置做些改进，使之能够用于空气一侧对流传热系数的测定？
答：让空气走壳程，水走管程，根据流体在管外的强制对流公式，可提出空气一侧的对流传热系数α值。