中南大学：《化工原理实验》课程教学资源（PPT课件讲稿）强制对流传热膜系数的测定

下里实验 强侧对城传热蹲界数 酌测定

强制对流传热膜系数 的测定

、就验目的丞壬多 掌握传热膜系数α及传热系数K的测定 方法。 2、通过实验掌握确定传热膜系数准数关联式 中的系数A和指数m、n的方法。 3、掌握测温热电偶的使用方法

一 、试验目的及任务 2、 通过实验掌握确定传热膜系数准数关联式 中的系数A和指数m、n的方法。 1、掌握传热膜系数 及传热系数K的测定 方法 。  3、掌握测温热电偶的使用方法

4通过实验提高对关联式O的理解,并分 析影响∂的因素,了解工程上强化传热的措 施

4、通过实验提高对关联式 的理解，并分 析影响 的因素，了解工程上强化传热的措 施。  

二、基本原理 1、对流传热的核心问题是求算传热膜系数C,当 流体无相变化时对流传热准数关联式的一般形式为: N=A·Rem.Pn.G ◆对强制湍流,G准数可以忽略。 则N.=A.Rem.Pn

二 、基本原理 1、对流传热的核心问题是求算传热膜系数 ，当 流体无相变化时对流传热准数关联式的一般形式为：  ◆对强制湍流， Gr 准数可以忽略。 p r n r m Nu = A Re  P G n r m 则 Nu = A Re  P

2、本试验中,可用图解法和最小二乘法计算准数 关联式中的指数m、n和系数A ◆用图解法对多变量方程进行关联时,可取n=0.4, 这样就简化成单变量方程。两边取对数,得到直线 方程: 0.4 =lg A+mlg re

2、本试验中，可用图解法和最小二乘法计算准数 关联式中的指数m、n和系数A 。 ◆用图解法对多变量方程进行关联时，可取n=0.4， 这样就简化成单变量方程。两边取对数，得到直线 方程： lg A mlg Re P N lg . r u = + 0 4

◆在双对数座标系中作图,找出直线斜率,即为方 程的指数m。在直线上任取一点的函数值代入方程 中得到系数A,即: N 0.4 P4·Re 3、用图解法,根据实验点确定直线位置,有 定的人为性。而用最小二乘法回归,可以得到最佳 关联结果

◆在双对数座标系中作图，找出直线斜率，即为方 程的指数m。在直线上任取一点的函数值代入方程 中得到系数A，即： . m r u P Re N A  = 0 4 3、用图解法，根据实验点确定直线位置，有一 定的人为性。而用最小二乘法回归，可以得到最佳 关联结果

◆应用小型电子计算机,对多变量方程进行一次 回归,就能同时得到A、m、n ◆可以看出对方程的关联,首先要有N、Re、P 的数据组 ◆试验中改变空气的流量以改变准数Re之值。根 据定性温度计算对应的准数P值。同时由牛顿冷 却定律,求出不同流速下的传热膜系数值

◆应用小型电子计算机，对多变量方程进行一次 回归，就能同时得到A、m、n。 ◆可以看出对方程的关联，首先要有 、 、 的数据组。 Nu Re Pr ◆试验中改变空气的流量以改变准数 之值。根 据定性温度计算对应的准数 值。同时由牛顿冷 却定律，求出不同流速下的传热膜系数值。 Re Pr

◆由上进而算得N准数值。 u ★牛顿冷却定律: Q=a.A.△t 式中:a传热膜系数/M/2cd」 Q传热量] A——总传热面积2](圆管内表面积 Δt-管内壁面温度和管内流体温 m 度的对数平均温差。[q」

◆由上进而算得 Nu 准数值。 ★牛顿冷却定律： m Q =  At 式中： ——传热膜系数 ——传热量 A ——总传热面积 (圆管内表面积) ——管内壁面温度和管内流体温 度的对数平均温差。  W M C 2 Q W    2 M m t  C 

☆传热量Q可由下式求得 Q=W.Cn(t2-6)/3600 式中:W一质量流量[kg/h 流体定压比热/kg」 t1,t,流体进出口温度|C ◆以空气为介质的实验及其传热量Q计算中的质 量流量W为 W=1.293×V

☆ 传热量 Q 可由下式求得: Q =W Cp (t 2 −t 1 ) 3600 式中：W —质量流量 —流体定压比热 ， —流体进出口温度 kg h CP J kg C   1 t 2 t  C  1 293 V0 W = .  ◆ 以空气为介质的实验及其传热量Q计算中的质 量流量W为:

其中: 來公 V=V 0 2x(灏式 P0T·T2 式中:V—空气转子流量计在操作状态 下示值M J。标准状态下气体流量 7oP标准状态下温度273]和压 力760|mmH

其中： 1 2 1 2 0 0 0 T T P P P T V V   =  式中： V —空气转子流量计在操作状态 下示值 —标准状态下气体流量 、 —标准状态下温度273 和压 力 760 M h 3 V0 M h 3 T0 P0 K mmHg 公 式 来 源