中南大学：《化工原理实验》课程教学资源（PPT课件讲稿）总传热系数及热损失

化工原理实验 总传热系数与损失 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一 化工原理实验 总传热系数与热损失

一、实验目的及任务 1、定稞管及保温管的热失,比较二者大小。 2、测定保温管保温材料(聚胺酯狍沫塑料)的 导热系数λ。 3、掌握管甓对空乞自尜对流俦热膜系藪的测定 4、熟几种蒎疙加热畚俦热系欻的簡便测定 亦法,弄比较它们的大小。 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一 一、 实验目的及任务 1、 定裸管及保温管的热损失，比较二者大小。 2、 测定保温管保温材料（聚胺酯泡沫塑料）的 导热系数λ。 3、 掌握管壁对空气自然对流传热膜系数的测定 方法。 4、 熟悉几种蒸汽加热设备传热系数的简便测定 方法，并比较它们的大小

二、基本原理 工业生产中,若畚的外壁温度高于周圉环 境(大乞)温度,则设备壁面牾从对流和辐射 亦式向外散热,這院热损失。 如果设內为水菾乞冷凝,则只要测量设畚 內蒎汔的冷凝量即可算些热损失量。 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一 二、基本原理 • 工业生产中，若设备的外壁温度高于周围环 境（大气）温度，则设备壁面将以对流和辐射 方式向外散热，造成热损失。 • 如果设备内为水蒸气冷凝，则只要测量设备 内蒸汽的冷凝量即可算出热损失量

设慕汔在其饱和摄度t℃下冷凝,产生凝液的 积考(m)度为pkg/m)在饱和强 度下水慕乞的汽化潜热(k/kg),液强度也 为t℃则设备的热损失可由下式求得: Q=V×p×rki/h ×p×r KN 3600 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一 s t ℃ 设蒸汽在其饱和温度 s t ℃下冷凝，产生凝液的 体积为 V(m h) 3 ，密度为 ( ) 3  kg m ，在饱和温 度下水蒸气的汽化潜热为 r(kj kg) ，凝液温度也 为 则设备的热损失可由下式求得： Q =V   r kj h 3600 V   r =  KW

对于置于大空间的小殁奋的自由放热崝况而言, 若其传热面积为Am2,设备内蒸汔的温度为t℃ 周围空乞的温度为「℃,弄假设保持不变,则其传 热系薮可按俦热基本亦程式 Q=KA△tm 求得,即: K= Q Kw/m'K 2021年2月22日星期 A△tm

2021年2月22日星期一 对于置于大空间的小设备的自由放热情况而言， 若其传热面积为 A  2 m ，设备内蒸汽的温度为 s t ℃， 周围空气的温度为 a t ℃，并假设保持不变，则其传 热系数可按传热基本方程式 m Q = KAt 求得，即： m A t Q K  = KW m K 2

K Q A(t-t) KW/m K 对亍强制对流换热设,其传热系数仍可用上 式计算,但其中△t应为对数平均值,就本实验 裝置水或空乞经套管换热而言 t-t △t 进 进 n 2021年2月22日星期 出

2021年2月22日星期一 ( ) s a A t t Q K − = KW m K 2 对于强制对流换热设备，其传热系数仍可用上 式计算，但其中 m t 应为对数平均值，就本实验 装置水或空气经套管换热而言 m t = 出 进 出 进 － － － t t t t l t s s n t

式中出表元水(武空乞)的出工强度,t进 表示水(或窭乞)的进口温度,t表示设备中 蒸疙的饱和温度。 计算热损失的对流辐射联会传热膜系薮。 可由下式求得: Kw/m'K 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一 式中 t 出 t 进 s t 表示水（或空气）的出口温度， 表示水（或空气）的进口温度， 表示设备中 蒸汽的饱和温度。 计算热损失的对流辐射联合传热膜系数。 可由下式求得：  = ( ) w w a A t t Q − KW m K 2

式中Q为按式/非得到热损失量,A为设备的 外甓面积m,t为甓温。t为环境空乞的摄度 保温材料辱热系数九可由下式求得 2xh1-2 W/MK In2 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一 式中Q为按式1求得到热损失量， Aw 2 m w t a t 为设备的 外壁面积 ， 为壁温。 为环境空气的温度。 保温材料导热系数  可由下式求得。 1 2 1 2 ln 2 r r t t L Q − =   W MK

式中: L-.保温层度 t1-为保温层内表面温度 2-保温层外表面摄度 h-为保温层的内半弪; 2-保温层的外半泾; 0-通过壁面散失的热量可按式求得 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一 式中： L --为保温层长度； 1 t --为保温层内表面温度； 2 t --为保温层外表面温度 1 r --为保温层的内半径； 2 r --为保温层的外半径； Q --通过壁面散失的热量可按式1求得

三、裝置和流程 本实验装置如图5-1所示。 设备共有五根传热管,管羟为Φ34×4m,管 长1000m,外套管管弪为Φ60×3.5mm。 装置和流程见m 2021年2月22日星期

2021年2月22日星期一 三、装置和流程 本实验装置如图5－1所示。 设备共有五根传热管，管径为Φ34×4㎜，管 长1000㎜，外套管管径为Φ60×3.5㎜。 装置和流程见