1、 达到传热稳定时，有 （51）式中：Q 传热量，J / s；m1 热流体的质量流率，kg / s；cp1 热流体的比热，J / （kg ）；T1 热流体的进口温度，；T2 热流体的出口温度，；m2 冷流体的质量流率，kg / s；cp2 冷流体的比热，J / （kg ）；t1 冷流体的进口温度，；t2 冷流体的出口温度，；K 以传热面积A为基准的总给热系数，W / （m2 ）； 冷热流体的对数平均温差，；热、冷流体间的对数平均温差可由式（42）计算， （52） 列管换热器的换热面积可由式（43）算得， （53）其中，d为列管直径（因本实验为冷热气体强制对流换热，故各列管本身的导热忽略，所以d取
2、列管内径），L为列管长度，n为列管根数，以上参数取决于列管的设计，详见下文附表。由此可得换热器的总给热系数， （54） 在本实验装置中，为了尽可能提高换热效率，采用热流体走管内、冷流体走管间形式，但是热流体热量仍会有部分损失，所以Q应以冷流体实际获得的热能测算，即 （55） 则冷流体质量流量m2已经转换为密度和体积等可测算的量，其中为冷流体的进口体积流量，所以也应取冷流体的进口密度，即需更具冷流体的进口温度（而非定性温度）查表确定。除查表外，对于在0100之间，空气的各物性与温度的关系有如下拟合公式。（1）空气的密度与温度的关系式：（2）空气的比热与温度的关系式：60以下 J / （kg ）,
3、 70以上J / （kg ）。三、实验装置四、实验步骤1、 打开总电源开关、仪表开关，待各仪表温度自检显示正常后进行下步操作。2、 打开热流体风机的出口旁路，启动热流体风机，再调节旁路阀门到适合的实验流量。（一般取热流体流量6080 m3/h，整个实验过程中保持恒定。3、 开启加热开关，通过C1000仪表调节，使加热电压到一恒定值。（例如在室温20左右，热流体风量70 m3/h ，一般调加热电压150V，经约30min后，热流体进口温度可恒定在82左右。）a） 待热流体在恒定流量下的进口温度相对不变后，启动风机2，通过C1000仪表调节风量；b） 打开相应的闸阀，如7、11打开为逆流换热的形式
4、，4，8打开为并流换热的形式。c） 然后以冷流体流量作为实验的主变量，调节风机旁路，从1060 m3/h流量范围内，选取5到6个点作为工作点进行实验数据的测定。d） 待某一流量下的热流体和逆流的冷流体换热的四个温度相对恒定后，可认为换热过程基本平衡了，抄录冷热流体的流量和温度，即完成逆流换热下一组数据的测定。之后，改变一个冷流体的风量，待换热平衡后抄录一组实验数据。e） 同理，可进行冷热流体的并流换热实验。注意：热流体流量在整个实验过程中最好保持不变，但在一次换热过程中，必须待热流体进出口温度相对恒定后方可认为换热过程平衡。f） 实验结束，应先关闭加热器，待各温度显示至室温左右，再关闭风机和其
5、他电源。五、原始数据记录表1. 气-气列管换热器传热系数测定实验原始数据记录表换热方式：并流传热序号热流体冷流体流量进口温度出口温度15072.364.910.225.751.52642025.550.4372.161.530.147.9459.34025.945.6572.456.943.1655.46026.241.6逆流传热73.858.850.97356.620.348.474.154.22645.773.453.240.226.543.773.152.450.126.34273.253.359.826.640.5表2.气-气列管换热器传热系数测定数据处理表Qt1t2tmK86.876
6、9870146.613.426.637871366.65593624164.515581346.813.626.8648970212.4975757220.599408246.426.7268636816.8445830259.96708646.213.726.7361210219.8437564283.72043846.513.826.9183719321.5102635304.52658726.8142841423.1773045152.127163622.932.927.5987121811.2492060224.630.927.6303984811.23630553195.559331
7、828.428.228.2998822114.10255612227.650735629.726.728.1733841616.4905052259.145916131.126.128.5270071518.53924646273.580010832.729.5987135918.86320332六、数据处理在并流传热中：T1=72.3 0C，T2=64.9 0C,t1=25.7 OC,t2=51.5 0C，t1=T1-t2=46.6 0C，t2=T2-t2=13.4 0C，A=0.49m2tm=Q=K=在逆流传热中：T1=73.8 0C,T2=58.8 0C,t1=25.9 0C,t2=50
8、.9 0C,t1=T1-t2=22.9 0C,t2=T2-t1=32.9 0C,A=0.49m2七、实验结果及讨论通过本次实验的学习和操作，对实验数据进行测量分析，传热系数的值和冷热流体的温度，传热面积还有流量有关，其中一值改变，则传热系数改变。两流体进、出口温度各自相同的情况下，逆流传热的平均温度差最大，并流传热的平均温度差最小，其他流动方向的平均温度差介于逆流与并流两者之间，就传热推动力而言，逆流优于并流和其他流动方式。传热系数K与热量Q成正比，与对数平均温差tm，传热面积A成反比。就实验而言，强化了我们在课本上学到的理论知识，锻炼了我们的操作能力，也提高了我们学习的兴趣。误差:在实验过程
9、中对实验仪器实验仪器不精确，操作人员操作失误，在温度和流量没有稳定的时候对数据进行收集，读数误差。八、思考题1.实验中哪些因素影响实验的稳定性?答:冷空气和热空气的走向，冷热流体流量和温度的稳定性，实验器材保温和传热效果对实验的影响。2.影响传热系数K的因素有那些？如何强化传热过程？答：流体的流动形态、流体的物性、流体有无相变和加热面的几何形状、尺寸、相对位置等因素有关。强化传热：采用传热系数高的材料，采用特型管，采用小径管，增加相同体积内容纳管数，提高换热器内气体流速主要有结构形式、换热面积、污垢、流动及强化换热措施、表面传热系数。可以通过强化换热方式（风速、结构形式等）减小它将有效提高散热器的换热性能。指导教师意见签名：年 月 日Welcome ToDownload !欢迎您的下载，资料仅供参考！
