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1、实验四 总传热系数的测定,一、基本原理在工业生产中，要完成加热或冷却任务，一般是通过换热器来实现的，即换热器必须在单位时间内完成传送一定的热量以满足工艺要求。换热器性能指标之一是传热系数K。通过对这一指标的实际测定，可对换热器操作、选用、及改进提供依据。,一、基本原理,传热系数K值的测定可根据热量恒算式及传热速率方程式联立求解。传热速率方程式 Q=K S tm K = Q /S tm 对于整个换热器，其热量的衡算式为Q = wh(Hh1-Hh2) = wc(Hc1-Hc2)Q损 如果换热器中的流体均无相变，且流体的比热容不随流体温度变化而为常数时， 即 Q=WhCph（T1T2）=WcCpc（
2、t2t1）Q损 若实验设备保温良好，Q损可忽略不计，所以 Q=WhCph（T1T2）=WcCpc（t2t1） S传热面积（这里基于外表面积）， m2；,一、基本原理,tm为换热器两端温度差的对数平均值，即,一、基本原理,冷、热流体的初、终温各自相同时，逆流的tm较并流时的tm大，推动力：逆流并流，逆流时冷热流体用量少。当时，可以用算术平均温度差()代替对数平均温度差。由上式所计算出口的传热系数K为测量值K测。（t中较大的为t2，较小t1）,一、基本原理,传热系数的计算值K计可用下式进行计算：两流体通过管壁的传热包括：,一、基本原理,当壁厚一样时，di=d0=dm 当管壁和垢层的热阻可以忽略不计
3、时，上式可简化成：K主要决定于流体的物性、传热过程的造作条件及换热器的类型。,四、实验装置及流程,本实验装置为一套管换热器，采用冷水热水系统，流程如图4-4所示。,1调节阀 2转子流量计 3铜电阻 4换向阀 5套管换热器 6仪表箱7温度显示仪 8转子流量计 9热水罐 10管道泵 11排气阀,四、实验装置及流程,实验装置设有逆流和并流（报告上应标明流向）两种流程，通过换向阀门改变冷水的流向，进而测得两流体逆流或并流流动时的总传热系数。,四、实验装置及流程,2主要设备仪表规格 套管换热器：内管为紫铜管，管径do=6mm；换热管长度l=1.075m； 测温装置：Cu50型铜电阻配以数字温度显示仪；意
4、义：电阻50欧姆 热水发生器：2196mm，材质为不锈钢；加热器功率：1kW，由智能程序控温仪控制并显示其中温度； 流量计：LZB15转子流量计，范围：0160L/h； LZB25转子流量计，范围：0400L/h。3.测量参数 1）Wh，Wc，流量转子流量计 2）温度铜电阻（果场温度变化小，需要测量精度高的仪器，若精度低可能测不出温差） 3）特征尺寸d,l设备名牌标出,五、实验步骤,1.熟悉流程、管线，检查各阀门的开启位置，熟悉各阀门的作用。流程：确定逆流并流，谁走管内谁走管外。（冷水走管内，热水走管外。为什么这样安排？）2.将热水发生器水位约维持在其高度的2/3，把换向阀门组调配为逆流。3.
5、打开总电源开关，通过智能程序控温仪设定加热器温度，通电加热并启动管道泵，开启热水调节阀调节热水流量为定值。（加热温度应控制在40C）4.当热水发生器温度接近设定值时开启冷水离心泵和出口阀，调节冷水阀使冷水流量为定值。实验过程中注意开启冷水槽上水阀勿使槽内水位下降太多。,五、实验步骤,5.待冷、热水温度稳定后，记录冷、热水的进出口温度。（传热平衡，稳定后计录数据，实验存在热损失，Q=WhCph（T1T2）=WcCpc（t2t1）Q损，当Q热 Q冷 10时，即可产生剧烈湍流，一般总传热系数可高达30008000W/M2.K。端部温差小 逆流换热，可达到1的端部温差。热损失小 只有板片边缘暴露，不需保温，热效率98%。适应性好，易调整 通过改变板片数目和组合方式即可调节换热能力，与变化的热负荷相匹配。 流体滞留量小，对变化反应迅速，拆装简单，容易维护 板片是独立的单元体，拆装简单，可将密封垫密闭的板片拆开、清洗。结垢倾向低 高度紊流、光滑板表面，使积垢机率很小，且具自清洁功能，不易堵塞。低成本 使用一次冲压成型的波纹板片装配而成，金属耗量低，当使用耐蚀材料时，投资成本明显低于其他的换热器。,
