传递过程作业题

对流传热系数的测定
一、实验目的
• 学习总传热系数 K 及对流传热系数 α i 的测定方法；

• 通过实验进一步明确强化传热过程的途径；

• 掌握热电偶壁温的方法；

• 学习如何用实验方法求出描述过程规律的经验公式，并检验通用的对流传热系数的准数关联式 Nu = A · Re m 。

二、实验原理
根据传热基本方程、牛顿冷却定律以及圆筒壁的热传导方程，已知传热设备的结构尺寸，只要测得传热速率 Q 以及各有关温度，即可算出 K 和 α i 等。

• 计算热负荷：

根据热负荷计算式得

Q = GC p ( t 出 - t 进 ) 3.7-1

式中： G ——空气的质量流量， kg/s ；

C p —— 空气的定压比热， J/(kg.K) 或 J/(kg. ℃ ) ；

t 出 —— 空气出换热器的温度， ℃ 或 K ；

t 进 —— 空气进换热器的温度 ℃ 或 K 。

通过测定 G 、 t 进 、 t 出 可计算出 Q 。

• 计算总传热系 K :

由传热基本方程式

Q = K i A i ⊿ t m 3.7- 1

得 3.7- 2

式中： K i —— 基于管内表面积的总传热系数测定， W/(m 2 .K);

A —— 换热管内表面积 ,m 2 ;

⊿ t m —— 换热器冷热流体的平均温度差。

• 计算对流传热系数 α ：

依据牛顿冷却定律

Q = α A ⊿ t ' m 3.7- 3

式中： α —— 平均对流传热系数 W/( ℃ ) ；

A —— 传热