水泵1将水槽10内的水输送到实验系统，用流量调节阀6调节流量，流体经涡轮流量计9计量后，流回储水槽。流程示意图见图2-1127图2-1离心泵性能测定实验装置流程示意图1-离心泵2-真空表3-压力表4-变频器5-功率表6-流量调节阀7-实验管路8-温度计9-涡轮流量计10-实验水箱11-放水阀12-流量数显示仪1.设备参数：(1)离心泵：流量Q-4m3/h，扬程H=8m，轴功率N=168w(2)真空表测压位置管内径d1=0.025m(3)压强表测压位置管内径d2=0.025m(4)真空表与压强表测压口之间的垂直距离ho=0.18m(5)实验管路d=0.040m(6)电机效率为60%2. 流量测量采用涡轮流量计测量流量3.功率测量功率表：型号PS-139精度1.0级4.泵吸入口真空度的测量真空表：表盘真径-100mm测量范围-0.1-0MPa精度1.5级85.泵出口压力的测量压力表：表盘直径-100mm测量范围0-0.25MPa精度1.5级五、实验方法1.向储水槽10内注入清水。2.检查流量调节阀6，压力表3及真空表2的开关是否关闭(应关闭)
水泵 1 将水槽 10 内的水输送到实验系统，用流量调节阀 6 调节流量，流体经涡轮流量 计 9 计量后，流回储水槽。流程示意图见图 2-1。 图 2-1 离心泵性能测定实验装置流程示意图 1-离心泵 2-真空表 3-压力表 4-变频器 5-功率表 6-流量调节阀 7-实验管路 8-温度计 9-涡轮流量计 10-实验水箱 11-放水阀 12-流量数显示仪 1. 设备参数： (1)离心泵：流量 Q=4m3/h ，扬程 H=8m ，轴功率 N=168w (2)真空表测压位置管内径 d1=0.025m (3)压强表测压位置管内径 d2=0.025m (4)真空表与压强表测压口之间的垂直距离 h0=0.18m (5)实验管路 d=0.040m (6)电机效率为 60% 2. 流量测量 采用涡轮流量计测量流量 3. 功率测量 功率表：型号 PS-139 精度 1.0 级 4. 泵吸入口真空度的测量 真空表：表盘真径-100mm 测量范围-0.1-0MPa 精度 1.5 级 5. 泵出口压力的测量 压力表：表盘直径-100mm 测量范围 0-0.25MPa 精度 1.5 级 五、实验方法 1. 向储水槽 10 内注入清水。 2. 检查流量调节阀 6，压力表 3 及真空表 2 的开关是否关闭(应关闭)。 7
3.启动实验装置总电源，用变频调速器上、及<键设定频率后，按run键启动离心泵，缓慢打开调节阀6至全开。待系统内流体稳定，打开压力表和真空表的开关，方可测取数据。4.测取数据的顺行可从最大流量至0，或反之。一般测10-12组数据。5．每次在稳定的条件下同时记录：流量、压力表、真空表、功率表的读数及流体温度。6.实验结束，关闭流量调节阀，停泵，切断电源。六、注意事项1，装置电路采用五线三相制配电，实验设备应良好地接地2.使用变频调速器时一定注意FWD指示灯亮，切忌按EWDREV键REV指示灯亮电机反转。3．启动离心泵前，关闭压力表和真空表的开关以免损坏压强表。七、报告内容1.将实验数据和计算结果列在数据表格中（见表2-1），并以一组数据进行计算举例。2.在合适的坐标系上标绘离心泵的特性曲线。表 2.1 离心泵性能测定实验数据记录（水温）两测压点高差0.18m）入口压力出口压力压头泵轴功率RE电机功率序RT流量QHN号(MPa)/(MPa)/(k)(m /h)/ (w)/(%)/(m)23456
3. 启动实验装置总电源，用变频调速器上∧、∨及＜键设定频率后，按 run 键启动离 心泵，缓慢打开调节阀 6 至全开。待系统内流体稳定，打开压力表和真空表的开关，方可测 取数据。 4. 测取数据的顺行可从最大流量至 0，或反之。一般测 10-12 组数据。 5. 每次在稳定的条件下同时记录：流量、压力表、真空表、功率表的读数及流体温度。 6. 实验结束，关闭流量调节阀，停泵，切断电源。 六、注意事项 1. 装置电路采用五线三相制配电，实验设备应良好地接地。 2. 使用变频调速器时一定注意 FWD 指示灯亮，切忌按 FWD REV 键 REV 指示灯亮， 电机反转。 3. 启动离心泵前，关闭压力表和真空表的开关 以免损坏压强表。 七、报告内容 1. 将实验数据和计算结果列在数据表格中（见表 2-1），并以一组数据进行计算举例。 2. 在合适的坐标系上标绘离心泵的特性曲线。 表 2-1 离心泵性能测定实验数据记录 （水温 °C 两测压点高差 0.18m） 入口压力 P入 出口压力 P出 电机功率 流量 Q 压头 H 泵轴功率 序 N η 号 /(MPa) /(MPa) /(kw) /(m3 /h) /(m) /（w） /(%) 1 2 3 4 5 6 8
实验三传热实验一、实验目的1.通过对空气一水蒸气简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数α，的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe"Pr0-4中常数4、m的值。2.通过对管程内部插有螺旋线圈的空气一水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式Nu=BRe"中常数B、m的值和强化比Nu/Nuo，了解强化传热的基本理论和基本方式。二、实验内容与要求1.测定5-6个不同流速下简单套管换热器的对流传热系数α1。对αi的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=ARe"Pro-4中常数A、m的值。2.测定5-6个不同流速下强化套管换热器的对流传热系数αi。对αi的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=BRe"Nu=BRe"中常数B、m的值。三、实验原理实验3-1普通套管换热器传热系数及其准数关联式的测定1.对流传热系数α,的测定对流传热系数α,可以根据牛顿冷却定律，用实验来测定。因为α,<<α。,所以传热管内的对流传热系数α,热冷流体间的总传热系数K=Q,/(Am×s)(W/m22℃)Q,(3-1)a.~A.xs.式中：α,一管内流体对流传热系数，W/(m2C);Q一管内传热速率，W；S一管内换热面积，m：Am一对数平均温差，℃
实验三 传热实验 一、实验目的 1. 通过对空气—水蒸气简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数α i 的测定方 法，加深对其概念和影响因素的理解。并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARemPr0.4 中常数A、m的值。 2. 通过对管程内部插有螺旋线圈的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其 准数关联式Nu=BRem中常数B、m的值和强化比Nu/Nu0，了解强化传热的基本理论和基本方 式。 二、 实验内容与要求 1. 测定 5-6 个不同流速下简单套管换热器的对流传热系数α i 。对α i 的实验数据进行线 性回归，求关联式 = ANu m PrRe 4.0 中常数 A、m 的值。 2. 测定 5-6 个不同流速下强化套管换热器的对流传热系数α i 。对α i 的实验数据进行线 性回归，求关联式 Nu=BRe m = BNu Re m中常数B、m的值。 三、 实验原理 实验 3-1 普通套管换热器传热系数及其准数关联式的测定 1. 对流传热系数α i 的测定 对流传热系数α i 可以根据牛顿冷却定律，用实验来测定。因为α i <<α o ,所以传热 管内的对流传热系数α i ≈ 热冷流体间的总传热系数 ( )imi = / Δ × stQK （W/m2 ·°C） im i i St Q ×Δ α ≈ （3-1） 式中：α i —管内流体对流传热系数，W/(m2 ·°C)； Qi—管内传热速率，W； Si—管内换热面积，m 2 ； Δtmi —对数平均温差，°C。 9
对数平均温差由下式确定：Aru - (--()(3-2)式中：4一冷流体的入口、出口温度，℃，w一壁面平均温度，℃；因为换热器内管为紫铜管，其导热系数很大，且管壁很薄，故认为内壁温度、外壁温度和壁面平均温度近似相等，用，来表示，由于管外使用蒸汽，近似等于热流体的平均温度。管内换热面积：S, = nd,L.(33)式中：d一内管管内径，m;L一传热管测量段的实际长度，m。由热量衡算式：9,=Wcm(f2-ta)(3-4)其中质量流量由下式求得：.-(3-5)式中：V一冷流体在套管内的平均体积流量，m /h；Cr—冷流体的定压比热，k /(kgC);p一冷流体的密度，kg/m。=为冷流体进出口平均温度。u，42，，Vca和p,可根据定性温度lm查得，1，=可采取一定的测量手段得到。2.对流传热系数准数关联式的实验确定流体在管内作强制流，被加热状态，准数关联式的形式为(3-6)Nu,= ARe," Pr'Re,=udPi,其中：Nu,=a,Pr, = CnH1iμi物性数据A、Cn、P、A,可根据定性温度m查得。经过计算可知，对于管内被加热的空气，普兰特准数Pr,变化不大，可以认为是常数，则关联式的形式简化为：Nu, = ARe"Pr94(3-7)这样通过实验确定不同流量下的Re与Nu，然后用线性回归方法确定4和m的值。10
对数平均温差由下式确定： )( )( ln )()( 2 1 1 2 iw iw iw iw mi tt tt tttt t − − − − − =Δ （3-2） 式中：ti1，ti2—冷流体的入口、出口温度，°C； tw—壁面平均温度，°C； 因为换热器内管为紫铜管，其导热系数很大，且管壁很薄，故认为内壁温度、外壁温度 和壁面平均温度近似相等，用tw来表示，由于管外使用蒸汽，近似等于热流体的平均温度。 管内换热面积： =π LdS iii （3-3） 式中：di—内管管内径，m； Li—传热管测量段的实际长度，m。 由热量衡算式： )( iipiii 12 = −ttcWQ （3-4） 其中质量流量由下式求得： 3600 ii i V W ρ = （3-5） 式中：Vi—冷流体在套管内的平均体积流量，m 3 / h； cpi—冷流体的定压比热，kJ / (kg·°C)； ρi—冷流体的密度，kg /m3 。 cpi和ρi可根据定性温度tm查得， 2 ii 21 m tt t + = 为冷流体进出口平均温度。ti1，ti2， tw， Vi 可采取一定的测量手段得到。 2. 对流传热系数准数关联式的实验确定 流体在管内作强制湍流，被加热状态，准数关联式的形式为 i n （3-6） m i = ANu i PrRe 其中： i ii i d Nu λ α= ， i iii i du μ ρ Re = ， i ipi i c λ μ Pr = 物性数据λi、cpi、ρi、μi可根据定性温度tm查得。经过计算可知，对于管内被加热的空气，普 兰特准数Pri变化不大，可以认为是常数，则关联式的形式简化为： 4.0 PrRe i m i = ANu i （3-7） 这样通过实验确定不同流量下的Rei与 ， Nui 然后用线性回归方法确定A和m的值。 10
3，实验数据的计算过程简介(以普通管数据为例)。孔板流量计压差△P=0.59kpa、进口温度,=21.8℃、出口温度t，=68.6℃壁面温度热电势100℃。已知数据及有关常数：(1)传热管内径di (mm)及流通断面积 F(m2)d, =20.0(mm)= 0.02(m)md_3.14×0.02F=0.0003142(m)44(2)传热管有效长度L(m)及传热面积s(m2)。L=1.200（m)s, = Ld,=3.14×1.2×0.02 = 0.06284(m)(3)ti（℃）为孔板处空气的温度，为由此值查得空气的平均密度P，例如：f=29.8℃C，查得p，=1.19kg/m2。(4）传热管测量段上空气平均物性常数的确定，先算出测量段上空气的定性温度i(C)为简化计算,取值为空气进口温度t(C)及出7=↓+2_21.8+68.6口温度t(℃)的平均值，即=45.2 (℃)此查得：测量段上空气的平均密度_p=1.1(Kg/m)：测量段上空气的平均比热Cp=1005(J/Kg·K)；测量段上空气的平均导热系数=0.0279(W(m·K)：测量段上空气的平均粘度μ=0.000194(Pa·S)；传热管测量段上空气的平均普兰特准数的0.4次方为Pro4 = 0.69604 = 0.865(5）空气流过测量段上平均体积V(m2/h)的计算Vo=18.113x(AP)0.203 =18.113 (0.21)0.203 =13.06(m /h)273+273+45.20=13.06)=14.18(m /h)V=V.ox273+↓273 + 2011
3. 实验数据的计算过程简介(以普通管数据为例)。 孔板流量计压差 、进口温度 、出口温度 壁面 温度热电势 100℃。 P =Δ 59.0 kpa Ct o 1 = 8.21 Ct o 2 = 6.68 已知数据及有关常数: (1)传热管内径di (mm)及流通断面积 F(m2 ). di = mm = m)(02.0)(0.20 )(0003142.0 4 02.014.3 4 2 2 2 m d F i = × == π (2) 传热管有效长度 L(ｍ)及传热面积si(m2). L＝1.200（ｍ) )(06284.002.02.114.3 2 i πLds i =××== m (3) t1 ( ℃ )为孔板处空气的温度, 为由此值查得空气的平均密度 1 ρ t ，例如： Ct ，查得 。 o 1 = 8.29 3 ρ t = /19.1 mKg 1 (4) 传热管测量段上空气平均物性常数的确定. 先算出测量段上空气的定性温度t (℃)为简化计算,取t值为空气进口温度t1(℃)及出 口温度t2(℃)的平均值, 即 2 6.688.21 2 21 + = + = tt t =45.2（℃） 此查得: 测量段上空气的平均密度 )/(11.1 ； 3 ρ = mKg 测量段上空气的平均比热 Cp = ⋅ KKgJ )/(1005 ； 测量段上空气的平均导热系数 λ = ⋅ KmW ))/((0279.0 ； 测量段上空气的平均粘度 μ = ⋅sPa )(0000194.0 ； 传热管测量段上空气的平均普兰特准数的 0.4 次方为: 865.0696.0Pr 4.0 4.0 == (5) 空气流过测量段上平均体积 的计算 )/( : 3 hmV )/(06.13)21.0(113.18)(113.18 6203.0 6203.0 3 Vt0 P ×=Δ×= = hm )/(18.14 20273 20.45273 06.13 273 273 3 1 0 hm t t VV t = + + ×= + + ×= 11