用本装置进行实验时,管内冷流体与管壁间的对流给热系数约为几十到几百W/m2k;而管外为 蒸汽冷凝,冷凝给热系数a1可达104W/m2K左右,因此冷凝传热热阻c1可忽略;同时蒸汽冷凝较 Rs 为清洁,因此换热管外侧的污垢热阻¨1也可忽略:实验中的传热元件材料采用紫铜,导热系数 为3838W/m·K,壁厚为2.5mm,因此换热管壁的导热热阻。可忽略。若换热管内侧的污垢热阻 Rs2也忽略不计,则由式(3-7)简化得 A K 由此可见,被忽略的传热热阻与冷流体侧对流传热热阻相比越小,此法所得的准确性就越髙 2.2传热准数式求算对流给热系数a2 对于流体在圆形直管内作强制湍流对流传热时,若符合如下范围内:Re=10×104~12×105, Pr=07~120,管长与管内径之比ld≥60,则传热准数经验式为 Nu=0.023RePra (3-9) 式中 Nu一努塞尔数 u .,无因次 Re= Re一雷诺数, u,无因次; Pr一普兰特数, Pr 无因次; 当流体被加热时n=04,流体被冷却时n=0.3 a-流体与固体壁面的对流传热系数,W/(m2.℃) 换热管内径 λ一流体的导热系数,W/(m:℃) 流体在管内流动的平均速度,m/ p-流体的密度,kg/m3 u-流体的粘度,Pa·s cp-流体的比热,J/(kg:℃) 对于水或空气在管内强制对流被加热时,又 m2=元×2×2×2 可将式(3-9)改写为: c20.023 P12(m2 (3-11) 令 0023(4 (3-12) A, Pr2 (3-13)
用本装置进行实验时，管内冷流体与管壁间的对流给热系数约为几十到几百 ；而管外为 蒸汽冷凝，冷凝给热系数 可达 左右，因此冷凝传热热阻 可忽略；同时蒸汽冷凝较 为清洁，因此换热管外侧的污垢热阻 也可忽略；实验中的传热元件材料采用紫铜，导热系数 为383.8 ，壁厚为2.5mm，因此换热管壁的导热热阻 可忽略。若换热管内侧的污垢热阻 也忽略不计，则由式（3－7）简化得： （3－8） 由此可见，被忽略的传热热阻与冷流体侧对流传热热阻相比越小，此法所得的准确性就越高。 2.2传热准数式求算对流给热系数 对于流体在圆形直管内作强制湍流对流传热时，若符合如下范围内：Re=1.0×104～1.2×105， Pr＝0.7～120，管长与管内径之比l/d≥60，则传热准数经验式为： （3－9） 式中： Nu－努塞尔数， ，无因次； Re－雷诺数， ，无因次； Pr－普兰特数， ，无因次； 当流体被加热时n＝0.4，流体被冷却时n＝0.3； a － 流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m2 ∙℃)； d － 换热管内径，m； l － 流体的导热系数，W / (m ∙ ℃)； u － 流体在管内流动的平均速度，m / s； r － 流体的密度，kg / m3 ； m － 流体的粘度，Pa ∙ s； cp － 流体的比热，J / (kg ∙℃)。 对于水或空气在管内强制对流被加热时，又： （3－10） 可将式（3－9）改写为： （3－11） 令， （3－12） （3－13）
Y: C=Re+ (3-15) 则式(3-7)可写为, V=my+c 当测定管内不同流量下的对流给热系数时,由式(3-15)计算所得的C值为一常数。管内径d2 定时,m也为常数。因此,实验时测定不同流量所对应的4t22,由式(3-4)、(3 6)、(3-13)、(3-14)求取一系列X、Y值,再在X~Y图上作图或将所得的X、Y值回归成一直 线,该直线的斜率即为m。任一冷流体流量下的给热系数α2可用下式求得, APy (3-17) 2.3冷流体质量流量的测定 本装置用孔板流量计测冷流体的流量,则: rm2 式中,为冷流体进口处流量计读数,p为冷流体进口温度下对应的密度 24冷流体物性与温度的关系式 在0~100℃之间,冷流体的物性与温度的关系有如下拟合公式 a)空气的密度与温度的关系式:=10-2-45×103+12916 )空气的比热与温度的关系式:60℃以下CFP=1005J/(kg·℃) 70℃以上CP=1009/(kg℃) c)空气的导热系数与温度的关系式: =-2×108t2+8×10-52t+0.0244 d)空气的黏度与温度的关系式 =(-2×10-62+5×10-2+1.7169×10 三、实验装置与流程 3.1实验装置(如图3-2) 通识状态 空气-水蒸气换热实验 品气口值 00 小出
（3－14） （3－15） 则式（3－7）可写为， （3－16） 当测定管内不同流量下的对流给热系数时，由式（3－15）计算所得的C值为一常数。管内径d2 一定时，m也为常数。因此，实验时测定不同流量所对应的 ，由式（3－4）、（3－ 6）、（3－13）、（3－14）求取一系列X、Y值，再在X～Y图上作图或将所得的X、Y值回归成一直 线，该直线的斜率即为m。任一冷流体流量下的给热系数a2可用下式求得， （3－17） 2.3冷流体质量流量的测定 本装置用孔板流量计测冷流体的流量，则： (3－18) 式中，V 为冷流体进口处流量计读数，ρ为冷流体进口温度下对应的密度。 2.4冷流体物性与温度的关系式 在0～100℃之间，冷流体的物性与温度的关系有如下拟合公式。 a) 空气的密度与温度的关系式： b) 空气的比热与温度的关系式：60℃以下 ＝ J / (kg ∙℃) 70℃以上 ＝ J / (kg ∙℃) c) 空气的导热系数与温度的关系式： d) 空气的黏度与温度的关系式： 三、实验装置与流程 3.1实验装置（如图3-2） 4 2 3 1