传热膜系数测定实验
一、报告摘要在工业生产中，要实现热量的交换，须采用一定的设备，此种交换的设备称为换热器。化工生产中所指的换热器，常指间壁式换热器，它利用金属壁将冷、热两种流体间隔开，热流体将热传到壁面的另一侧（对流传热）通过坚壁内的热传递再由间壁的，另一侧将热传递给冷流体。从而使热流体物流被冷却，冷流体被加热，满足化工生产中对冷物流或热物流温度的控制要求。对流传热的核心问题是求算传热膜系数，本实验中，可用图解法和最小二乘法计算准数关联式中的指数m、
和系数A。二、目的及任务1掌握传热膜系数的测定方法；2测定强化与非强化传热过程中，传热膜系数准数关联式的系数A和指数m、
；3测定套管换热器的静压损失与雷诺准数的关系；4通过实验提高对传热膜系数准数关联式的理解，并分析影响传热膜系数的因素，了解工程上强化传热的措施。三、基本原理对流传热的核心问题是求算传热膜系数，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为：NuARemPr
Grp对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故
NuARemPr

本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数m、
和系数A。用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re和Pr分别回归。本实验可简化上式，即取
＝04（流体被加热）这样，。上式即变为单变量方程，在两边取对数，即得到直线方程：Nulg04lgAmlgRePr
f在双对数坐标中作图，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，则可得到系数A，即：NuA04PrRem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。应用微机，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A、m、
。对于方程的关联，首先要有Nu、Re、Pr的数据组。其准数定义式分别为：
Re
duρ

Pr
Cp
λ
Nu
αdλ
实验中改变空气的流量以改变Re准数的值。根据定性温度（空气进、出口温度的算术平均值）计算对应的Pr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α值进而算得Nu准数值。牛顿冷却定律：QαAtm式中：α传热膜系数，Wm℃；Q传热量，W；A总传热面积m。tm管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，℃传热量可由下式求得：
QWCpt2t13600ρVCpt2t13600
式中：W质量流量，kgh；Cp流体定压比热，Jkg℃；tr