《传热实验讲稿》PPT课件.ppt
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1、传热实验讲稿白净,一、实验目的,二、实验装置,三、实验操作,四、实验原理,五、实验报告要求,六、有关问题解释,一、实验目的1、了解实验流程及其热电阻测温原理。2、用实测法和理论计算法分别计算出管内测、计、Nu测、Nu计及 总传热系数K的值,并进行比较。3、在双对数坐标纸上标出管内Nu测、Nu计与Re关系,最好用计算机回归出Nu测与Re关系,并给出回归的精度。4、比较K更接近i 或0。,原理过程计算步骤,一、管内空气对流传热计算二、管外蒸气冷凝传热计算三、总传热系数的计算四、计算小结,1、管内传热膜系数的测定。、管内空气质量流量的计算G Kg/S 空气转子流量计的标定条件:空气转子流量计的实际条
2、件:P0=101325 Pa P1=101325+P Pa T0=273+20 K T1=273+t0 K 0=1.205 Kg/m3 Kg/m3 近似理想气体 转子流量计计算式为:则实际流量校核为:对气体:f有:则实际风量为:空气的质量流量为:Kg/S,、管内雷诺数Re的计算 因为空气在管内流动时,其温度、密度、风速均发生变化,而质量流量却为定值,因此,其雷诺数计算按下式进行:式中的物性数据可按管内定性温度 t=(t1+t3)/2 求出。、计算、努塞尔特准数 Nu计算值:计算=0.023/d Re0.8 Pr0.4 Nu计算=0.023 Re0.8 Pr0.4 上式中的物性数据,Pr 均按管
3、内定性温度求出。,、测定、努塞尔特准数Nu测定值根据热量衡算式:q=GCpt 此为换热器的热负荷又由传热速度方程:Q=Atm,2、管外传热系数,(1)管外传热系数测定:根据管外传热速率方程:Q=Aotmo,(2)管外传热系数计:根据单根水平圆管外蒸气冷凝给热系数计算式:,式中物性数据均按管外液膜内定性温度查取:,3、总传热系数K的计算,(1)K实际:(以管外表面为基准)又据总传热方程:Q=KAtm,(2)K测定计算:(以管外表面为基准),(3)K计算:(以管外表面为基准),4、计算过程小结,2个定性温度:管内空气定性温度:t=(t1+t3)/2 管外液膜定性温度:t=(t5+tw)/2 tw=
4、(t2+t4)/2 2个温差t 管内热量衡算:Q=GCPt t=t3-t1 管外传热膜系数 O计算式中的 t=t5-tw(3)3个平均温差:管内传热速率方程:Q=Aitm 中的tm 管外传热速率方程:Q=Aotm 中的tm 总传热速率方程:Q=KAtm 中的tm,管内,管外,总,五、实验报告要求1、实验结果的表格表示(要求计算出以下表格中的各项)每人可用一组不同数据作计算示例,其余可采用计算机结果。,2、实验结果的坐标图表示 在双对数坐标纸上标出Nu测定、Nu计算与Re的关系。,为何要标NuRe而不标Re?从Nu=0.023Re0.8 Pr0.4 中只有Pr影响,而其变化又很小,所以可以近似看
5、成Nu=ARe B关系;而=0.023/dRe0.8Pr0.4中多了的影响,若写成=ARe B的关系误差会大。又因为 Nu=AReB 关系与管径无关,因此适用范围更大,既不同管径作出的 Nu=AReB 结果一样。,3、实验结果的公式表达 对实验结果 Nu测=f(Re)的数学表达式,有多种回归方式,但经常用到的有两种:最小二乘法回归(具体参见实验讲义,常用)对符合形如 y=A xB 幂函数的关系,可采用:log(y)=log(A)+B log(x)Y=A+B X 然后对上的线形方程进行最小二乘法回归,可得到系数A与B。本实验的数据处理程序既采用此方法回归。本实验最好用最小二乘法编写程序将结果回归
6、出来。若没有时间自己编程可以用提供的程序处理,也可用Excel自己处理。作图法(具体参见实验讲义,这种方法误差较大,一般不用)在所标绘的双对数坐标图上,将各实验点用一条直线表示(这也正是对Nu=AReB标绘在双对数坐标纸上的原因),并以此为斜边作一直角三角形,则:B=a/b求出B后,将线上的某点坐标值(Re1,Nu1)代入Nu=AReB中可求出A。,4、分析讨论规律分析讨论 NuRe关系:是否符合Nu=AReB关系?在双对数坐标纸上是否为一直线关系?管内测Re关系:所以提高的有效途径是提高Re,即可提高流速u、降低管径d、提高湍动程度等,但能否一味地提高流速u和降低管径d?管外管内Re关系:随
7、着管内Re,Q,管外冷凝量,比较管外计与测相差较大也无明显规律?从而说明管外并非纯粹的滴状冷凝。在实验时要注意观察。管外计管内计说明:有相变化的传热系数与无相变化的传热系数之间,液体的对流传热系数与气体的对流传热系数之间的关系。从总K计管内计知:从而说明热阻主要集中在?何为传热控制步骤?总传热系数K和对流传热系数之间的关系?结果误差分析 理论上空气被加热时:Pr=0.7 Nu=0.02 Re 0.8 实际得到的回归结果:Nu=A ReB 试分析造成误差的可能的主要原因:要简明扼要。,有关问题简单解释:,1、热电阻工作原理 利用金属电阻值可随温度变化现象,通过测得电阻值从而可计量出温度值。t=f
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