传热综合实验实验中学教育中学实验中学教育中学课件.pdf

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1、传热综合实验实验数据记录与处理 1.原始数据记录表格 次序 项目 1 2 3 4 5 6 7 空气进口 温 度 tc 48.4 46.8 45.1 43.5 41.1 39.9 38.4 空气出口 温度t2C 82.7 82.1 81.2 80.8 79.8 77.1 75.1 空气流量 V m3/h 46.286 44.545 43.545 41.357 39.873 38.347 37.135 空气进口 处密度P kg/m3 1.053 1.055 1.059 1.062 1.065 1.070 1.075 空气质量 流量 m2 kg/s 0.0135 0.0131 0.0128 0.01

2、22 0.0118 0.0114 0.0111 空气流速 u m/s 40.95 39.41 38.44 36.59 35.27 33.92 32.85 空气定性 温度C 65.55 61.85 60.3 59.95 59.5 58.95 58.3 以下计算以次序1作为计算实例:空气进口密度 10 5t2 4.5 10 3t 1.2916=10-5*48.4 2-4.5*10-3*48.4+1.2916=1.053 kg/m3;空气质量流量 m2=p V=1.053*46.286/3600=0.0135kg/s;空气流速 u=4V/(n d)=4*46.286/(3.14*0.02*0.02*

3、3600)=40.95 m/s 空气定性温度(t i+t2)/2=(48.4+82.7)/2=65.55 C；换热面积 A d2l2=3.14*0.016*1=0.0502m 2;空气的比热 CP2=1005 J/(kg?C)；总给热系数 K M2 t2 =0.25933 W/(m2 C)；A tm 2.计算结果列表 次序 1 2 3 4 5 6 7 对数平均温度 tm=33.001 C；In T1 t2 T2 t1 口密度空气质量流量空气流速空气定性温度换热面积空气的比热对数平均温度总给热系数计算结果列表次序空气定性温度密度导热系数入雷诺准数普兰特数理论值努塞尔数密度流体粘度定性温度流体导热

4、系数雷诺准数普兰特数理论误差分析讨论在对实验值与理论值进行比较得在温度的较小时误差较大随着温度的升高误差减小产生误差的原因我组是接在另外一组后面进行实验的可能是由于上组累积了一些污垢而我们计算的时候没有把它计算在内同时我组的实有进行高端排气和低端排液这些都会影响总给热系数实验数据图表注见附图思考题实验中冷流体和蒸汽的流向对传热效果有何影响答无影响因为也不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动由于蒸汽的温度不变不变而和不受冷流体和蒸 =(2 10 6*50.25 2 5 10 3*50.25 1.7169)10空气定性 温度c 65.55 61.85 60.3 59.95 59.5 58.95 58.

5、3 密度p kg/m3 1.09 1.10 1.10 1.10 1.10 1.09 1.08 导热系数 入 W/(m?C)0.0284 0.0283 0.0281 0.0281 0.0282 0.0283 0.0285 雷诺准数 Re 6397.63 9060.41 12852.51 15469.95 18845.54 21773.31 24262.17 普兰特数 Pr 0.694 0.696 0.697 0.697 0.695 0.696 0.695 理论值 a w/(m?c)39.11 51.54 67.73 78.56 92.22 103.94 114.07 努塞尔数 Nu 22.03

6、29.14 38.57 44.73 52.32 58.76 64.04 密度 10 5t2 4.5 10 3t 1.2916=10-5*50.25 2-4.5*10-3*50.25+1.2916=1.09kg/m 3 流体粘度(2 106t2 3 5 10 t 1.7169)10 口密度空气质量流量空气流速空气定性温度换热面积空气的比热对数平均温度总给热系数计算结果列表次序空气定性温度密度导热系数入雷诺准数普兰特数理论值努塞尔数密度流体粘度定性温度流体导热系数雷诺准数普兰特数理论误差分析讨论在对实验值与理论值进行比较得在温度的较小时误差较大随着温度的升高误差减小产生误差的原因我组是接在另外一组

7、后面进行实验的可能是由于上组累积了一些污垢而我们计算的时候没有把它计算在内同时我组的实有进行高端排气和低端排液这些都会影响总给热系数实验数据图表注见附图思考题实验中冷流体和蒸汽的流向对传热效果有何影响答无影响因为也不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动由于蒸汽的温度不变不变而和不受冷流体和蒸=1.96E-05 Pa s;t=定性温度;流体导热系数 2 10 8t2 8 10 5t 0.0244=2 10 8*50.25 2 8 10 5*50.25 0.0244=0.0284 W/(m);-J.雷诺准数 Re=0.016*7.19*1.09/1.96E-05=6397.63;c 普兰特数 Pr =

8、(1005*1.96E-05)/0.0284=0.694;理论值 a皿叮需治讥0.023002!1*6397.630.80.694-39.11 的)；-J 努赛尔数 Nu =39.11*0.016/0.0284=22.03。八、实验结果与分析 1、冷流体给热系数实验计算值与理论值列表比较:次序 1 2 3 4 5 6 7 总给热系数K 50.67 63.83 78.47 89.17 100.72 112.84 123.40 理论值a 39.11 51.54 67.73 78.56 92.22 103.94 114.07 误差 29.56%23.85%15.85%13.50%9.21%8.56%

9、8.18%分析讨论:口密度空气质量流量空气流速空气定性温度换热面积空气的比热对数平均温度总给热系数计算结果列表次序空气定性温度密度导热系数入雷诺准数普兰特数理论值努塞尔数密度流体粘度定性温度流体导热系数雷诺准数普兰特数理论误差分析讨论在对实验值与理论值进行比较得在温度的较小时误差较大随着温度的升高误差减小产生误差的原因我组是接在另外一组后面进行实验的可能是由于上组累积了一些污垢而我们计算的时候没有把它计算在内同时我组的实有进行高端排气和低端排液这些都会影响总给热系数实验数据图表注见附图思考题实验中冷流体和蒸汽的流向对传热效果有何影响答无影响因为也不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动由于蒸汽的温度

10、不变不变而和不受冷流体和蒸1)在对实验值与理论值进行比较得，在温度的较小时误差较大，随着温度的升高，误差减小。2)产生误差的原因：我组是接在另外一组后面进行实验的，可能是由于上组累积了一 些污垢，而我们计算的时候没有把它计算在内。同时我组的实验数据是从低流量到高 流量测出，可能由于设备的温度没有下降就开始测量，可能导致误差比较大。在做实 验的时候，没有进行高端排气和低端排液，这些都会影响总给热系数。2、实验数据图表 注：见附图 1 思考题：1、实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响？答：无影响。因为 Q=a也tm,不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动，由于蒸汽的 温度不变，故 tm不变，而

11、a和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响，所以传热效果 不变。2、在计算空气质量流量时所用到的密度值与求雷诺数时的密度值是否一致？它们分别表示 什么位置的密度，应在什么条件下进行计算。答：不一致。计算空气质量流量时所用到的密度值是冷流体进口温度下对应的密度；求雷诺数时的密度值时是冷流体进出口算术平均温度对应的密度。3、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？如果采用不 同压强的蒸汽进行实验，对a关联式有何影响？答：冷凝水不及时排走，附着在管外壁上，增加了一项热阻，降低了传热速率。在外 管最低处口密度空气质量流量空气流速空气定性温度换热面积空气的比热对数平均温度总给热系数计算

12、结果列表次序空气定性温度密度导热系数入雷诺准数普兰特数理论值努塞尔数密度流体粘度定性温度流体导热系数雷诺准数普兰特数理论误差分析讨论在对实验值与理论值进行比较得在温度的较小时误差较大随着温度的升高误差减小产生误差的原因我组是接在另外一组后面进行实验的可能是由于上组累积了一些污垢而我们计算的时候没有把它计算在内同时我组的实有进行高端排气和低端排液这些都会影响总给热系数实验数据图表注见附图思考题实验中冷流体和蒸汽的流向对传热效果有何影响答无影响因为也不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动由于蒸汽的温度不变不变而和不受冷流体和蒸设置排水口，若压力表晃动，则及时打开排冷凝水阀门，让蒸汽压力把 管道中的冷凝

13、水带走。在不同压强下测试得到的数据，将会对a产生影响，因为 PV=nRT P与V是变量，P变化后T也随之改变，T改变后，蒸汽进口处的温度就 会改变，tm也会改变。心得：1.本次实验的数据处理可以说是我处理过的实验数据中最繁琐的一次。这里的数据我都 先后分别用 excel 和计算器计算，几乎每个数据都要算两遍。在计算过程中，我了解到处 理数据的时候要注意有效数字的运算规则。第一次算的时候，我用 excel 来计算，保留了 许多的有效数字，最终画出的图像不是很理想，后来我再次重新计算，使每个数据都保留 两位有效数据，结果得到了现在的图像。这次的实验让我明白正确处理数据对实验结果的 影响是很大的。2

14、.在书写实验报告的过程中，我遇到了许多的问题。它让我明白实验报告的书写时很不 容易的，在书写过程中，我对实验的原理有了更深的印象，在通过翻阅书本来解决报告里 遇到的问题，让我可以养成独立思考问题的习惯和解决问题的思维。3.在做这个实验之前，我的知识只是建立在书本上，没有什么实践的经历。通过这次的 实验，我的动手能力得到了提高，让我可以理论知识结合我的理论知识实践，更好得掌握 怎样测定总传热系数这个知识点 口密度空气质量流量空气流速空气定性温度换热面积空气的比热对数平均温度总给热系数计算结果列表次序空气定性温度密度导热系数入雷诺准数普兰特数理论值努塞尔数密度流体粘度定性温度流体导热系数雷诺准数普兰特数理论误差分析讨论在对实验值与理论值进行比较得在温度的较小时误差较大随着温度的升高误差减小产生误差的原因我组是接在另外一组后面进行实验的可能是由于上组累积了一些污垢而我们计算的时候没有把它计算在内同时我组的实有进行高端排气和低端排液这些都会影响总给热系数实验数据图表注见附图思考题实验中冷流体和蒸汽的流向对传热效果有何影响答无影响因为也不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动由于蒸汽的温度不变不变而和不受冷流体和蒸