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1、化工原理实验教案 实验四 换热系数K的测定实验四 换热系数K的测定一、 实验目的1、了解间壁式传热元件的研究和传热系数测定的实验组织方法。2、掌握借助于热电偶测量进出口温度的方法 3、学会传热系数测定的试验数据处理方法 4、了解影响传热系数的因素和强化传热的途径 二、 实验任务1、在空气水列管换热器中，测定两个不同水流量时一系列空气流量条件下冷、热流体进出口温度。2、通过热量衡算方程式和传热速率方程式计算总传热系数的实验值。三、实验原理间壁式传热装置的传热过程是冷热流体通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，它是由热流体热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热过程
2、所组成。在定态条件下，并忽略壁面内外表面的差异，则各环节的热流密度相等，即：则： 式中 、 、分别为各传热环节对单位传热而言的热阻，工程上通常将其写为Q=KA(T-t)，那么换热系数为：由于冷流体的温度沿加热面是连续变化的，且此温度差与冷、热流体温度成线形关系，故将推动力（Tt）用换热器两端温差的对数平均温差表示，即：Q=KAtm（1）。对于一定态双管程列管换热器，热流体走壳程，体积流量为Wh，进口温度为T1，出口温度为T2；冷流体走管内，体积流量为Wc，进口温度为t1，出口温度为t2，热流体放出的热量等于冷流体得到的热量，即：Q=WcCpc(t2-t1)= WhCph(T1-T2)则，Q=K
3、Atm WcCpc(t2-t1)即：式中：A由换热器的结构参数而定，冷流体的体积流量Wc通过流量计测定，热流体进口温度T1和出口温度T2，冷流体的进口温度t1和出口温度t2，均由温度计测定，Cpc由冷流体的进出口平均温度决定。四、实验装置和流程五、实验步骤1、 打开装置总控制开关；2、 缓慢打开冷却水转子流量计阀门，调节冷水流量为40L/h；3、 先打开空气流量调节阀门（旁通阀），再启动风机（为什么？）；4、 调节旁通阀的开度，使空气流量为10 L/h；5、 打开气体加热器的加热电源，调节加热电压控制热空气进口温度恒定在120130之间任何某一刻度，待冷、热流体出口温度显示值保持10min以上
4、不变时采集实验数据；保持冷水流量为40L/h，在空气流量分别为15、20、25L/h条件下采集相应实验数据， 6、 调节冷水流量为20L/h，在空气流量分别为10、15、20、25L/h条件下采集实验数据。7、 实验结束时，先关调压变压器开关，停止加热，将冷却水和空气流量调至最大，将装置冷至室温后，再将其流量调至最小，关闭总水阀和气泵；8、 上机处理实验数据，并打印处理结果，每小组打印一份。六、思考题1、 启动风机前为什么要打开旁通阀？2、 为何要先打开热空气流量计阀门，再打开电源加热？3、在整个实验过程中，如何控制热空气进口温度恒定？七、注意事项1、启动风机前先打开旁通阀。2、先打开空气流量计阀门，再打开电源加热。3、 在整个实验过程中，通过调节加热电压控制热空气进口温度恒定在120130之间任何某一刻度。4、 待冷、热流体出口温度显示值保持10min以上不变时方可同时采集实验数据。八、作业1、 上机处理数据，并打印处理结果，每小组打印一份。2、 完成实验报告，应包含：实验目的、实验原理、实验流程、实验步骤、原始数据、计算示例，讨论等，其中对计算示例，同一小组同学不得采用同一组数据处理。1
