传热系数K的测定.pdf

传热系数 K 的测定 1.实验 目的 ① 了解换热器的结构 ② 掌握换热器主要性能指标的标定方法 ③ 学会换热器的操作方法 2.基本原理 列管换热器是一种间壁式的传热装置，冷热液体间的传热过程。由热流体对壁面的对流传热、 间壁的固体热传导和壁面对冷流体的对流传热三个传热过程组成。如图所示： 以冷流体侧传热面积为基准过 程的传热系数与三个子过程的 关系为： 1 K （1） 1 δA A c c + + a λA a A c m n H 对已知的物系和确定的换热器，上式可表示为 K=f (G ；G ) (2) n C 由此可知，通过分别考察冷热流体流量对传热系数的影响，从而可达到了解某个对流传热过 程的性能。若要了解对流给热过程的定量关系，可由非线性数据处理而得。这种研究方法是 过程分解与综合实验研究方法的实例。 传热系数 K 借助于传热速率方程式和热量衡算方程式求取。 热量衡算方程式：Q =G C A(T进 - T出) (3) n h p Q =G C (t出-t进) (4) C C PC Q =Q +Q 损 (5) n C 换热器保温良好，Q损 ≈O 则： Q =Q =Q (6) n C 由于实验过程中存在随机误差，换热器的传热量为： Q= （Q +Q ）/2 (7) h c 换热器的操作优劣以传热不平衡度η度量，即： Qh −Q η== ×100% (8) Q 传递速率方程式： 式中： Q=KAc△tm （9 ） △t = ε ·△t m △t m逆 (T进 −t出)(T出 −t进 ) △tm逆= （10） T −t ln 进 出 T −t 出 进 符号说明： K——传热系数 α——流体的给热系数 A——换热器的传热面积 G——流体的质量流量 Q——传热量 Cp——流体的恒压热容 T——热流体温度 t——冷流体温度 △t——传热温度差 ε△t——传热平均温差修正系数，全逆流时ε△t=1 ，对于单壳程、双管程或二管程以上的 ε△t 可从文献中查得。 η——操作不平衡度 λ——固体壁的导热系数 δ——固体壁的厚度 下标： h——热流体 c——冷流体 m——平均值 进——进口 出——出口 逆——逆流 3.装置 测量元件：列管管径：φ10×1mm ；管数：14 根；管外