第三章实验部分
实验一空气－蒸汽对流给热系数测定
一、实验目的
1、了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。2、掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。3、学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。
二、基本原理
在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，称为间壁式换热。如图1所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。
达到传热稳定时，有
QmcpTTmcpttKAtm
式中：Q－传热量，Js；
ATTWMAtWtm
（1）
m1－热流体的质量流率，kgs；cp1T1T2－热流体的比热，Jkg℃；－热流体的进口温度，℃；－热流体的出口温度，℃；
m2－冷流体的质量流率，kgs；cp2t1t2－冷流体的比热，Jkg℃；－冷流体的进口温度，℃；－冷流体的出口温度，℃；
1
f1－热流体与固体壁面的对流传热系数，Wm2℃；
A1－热流体侧的对流传热面积，m2；热流体与固体壁面的对数平均温差，℃；
TTWm－
A2
2－冷流体与固体壁面的对流传热系数，Wm2℃；
－冷流体侧的对流传热面积，m2；－固体壁面与冷流体的对数平均温差，℃；
tWtm
K－以传热面积A为基准的总给热系数，Wm2℃；
tm－冷热流体的对数平均温差，℃；
热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（2）计算，
TTWTTWmTTWTT
l
W
（2）
TTW
式中：TW1－热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃；TW2－热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（3）计算，tttttWtmW11W22ttl
W11tW2t2式中：tW1－冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，℃；tW2－冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，℃。热、冷流体间的对数平均温差可由式（4）计算，
（3）
tm
TtTt
l
TtTt
（4）
当在套管式间壁换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以冷空气或水进行对流传热系数测定实验时，则由式（1）得内管内壁面与冷空气或水的对流传热系数，
2
m2cp2t2t1A2tWtM
（5）
实验中测定紫铜管的壁温tw1、tw2；冷空气或水的进出口温度t1、t2r