1. 传热综合实验 一、实验目的 ⒈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 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。 ⒉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=ARem中常数A、m的值，了解强化传热的基本理论和基本方式。

2. 二、 实验内容 实验1 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 。 ②对 的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=ARemPr0.4中常数A、m的值。 实验2 ①测定5~6个不同流速下强化套管换热器的对流传热系数 。 ②对 的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=ARem中常数A、m的值。

3. 三、实验原理 1．对流传热系数 的测定 在空气和蒸汽冷凝传热过程中，热阻主要集中在管内空气一侧，而管外一侧蒸汽冷凝和铜管热阻远比空气侧小得多，所以取圆管内传热膜系数α1＝K，

5. 式中 Q——单位时间内的传热量，J／s； W——空气流量，kg／s； Cp——空气进出口温度下的平均比热，J／kg .K; t1——空气进口温度，K； t2——空气出口温度，K; Pa——大气压强(mmHg)，可取当地全年平均大气压; Rp——流量计前端被测介质表压强(mmHg); t——流量计前介质温度(℃)可取t=t进; K——总传热系数，W／m2·K； A——以圆管内径为基准的传热面积，m2；

6. ⒉对流传热系数准数关联式的实验确定 根据广泛的实验研究，对流体无物态变化的稳定对流传热而言，给热准数方程式的一般式为 Nu=f1 (Re，Pr，Gr，L1/L0) 强制对流时，因为Gr准数可以忽略，因此 Nu=f2 (Re，Pr， L1/L0) 对气体而言，从理论上分析，原子数相同的气体，Pr准数应为一常数，不随温度压力而变。根据实际测定，基本上符合理论分析，干空气在各不同温度下的Pr基本不变，因此 Nu=f3 (Re，L1/L0) 通常L0为管径，L1为管长，根据前人的研究，L1/L0>50，L／d的影响已无关重要，因此 Nu=f4 (Re)

8. 其中导热系数λ可按下式计算：(定性温度在40～80℃) λ＝0.02494Re(0.002491t定)(w／m·℃) 将以上算出的一组组Re～Nu值在双对数座标纸上标绘，用作图法求出常数A和m。 并与下面的计算公式进行比较，算出误差。 Nu=0.199Re0.8εt 式中 εt——温度修正系数，当气体被冷却时εt＝1； 当气体被加热时εt＝(Tf／TW)0.5 Tf——定性温度，℃； TW——管壁温度，℃。

9. 四、实验装置 ⒈实验流程图

10. 2.流程说明 如图所示，实验装置的主体是两根平行的套管换热器，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固定。实验的蒸汽发生釜为电加热釜，内有3根2.5kW螺旋形电加热器，用200伏电压加热（可由固态调压器调节）。     空气由旋涡气泵吹出，由旁路调节阀调节，经孔板流量计，由支路控制阀选择不同的支路进入换热器。管程蒸汽由加热釜发生后自然上升，经支路控制阀选择逆流进入换热器壳程，由另一端蒸汽出口自然喷出，达到逆流换热的效果。

11. 五、注意事项 ⒈由于采用热电偶测温，所以实验前要检查冰桶中是否有冰水混合物共存。检查热电偶的冷端，是否全部浸没在冰水混合物中。 ⒉检查蒸汽加热釜中的水位是否在正常范围内。特别是每个实验结束后，进行下一实验之前，如果发现水位过低，应及时补给水量。 ⒊必须保证蒸汽上升管线的畅通。即在给蒸汽加热釜电压之前，两蒸汽支路控制阀（见图3-2所示）之一必须全开。在转换支路时，应先开启需要的支路阀，再关闭另一侧，且开启和关闭控制阀必须缓慢，防止管线截断或蒸汽压力过大突然喷出。

12. ⒋必须保证空气管线的畅通。即在接通风机电源之前，三个空气支路控制阀之一和旁路调节阀（见图3-2所示）必须全开。在转换支路时，应先关闭风机电源，然后开启和关闭控制阀。⒋必须保证空气管线的畅通。即在接通风机电源之前，三个空气支路控制阀之一和旁路调节阀（见图3-2所示）必须全开。在转换支路时，应先关闭风机电源，然后开启和关闭控制阀。 ⒌调节流量后，应至少稳定5~10分钟后读取实验数据。 ⒍实验中保持上升蒸汽量的稳定，不应改变加热电压，且保证蒸汽放空口一直有蒸汽放出。

13. 六、报告内容 ⒈实验3-1的操作步骤、原始数据表、数据结果表（换热量、传热系数、各准数以及重要的中间计算结果）、准数关联式的回归过程、结果与具体的回归方差分析，并以其中一组数据的计算举例。

14. ⒉实验的操作步骤、原始数据表、数据整理表（换热量、传热系数、各准数、还包括重要的中间计算结果）、准数关联式的回归结果。⒉实验的操作步骤、原始数据表、数据整理表（换热量、传热系数、各准数、还包括重要的中间计算结果）、准数关联式的回归结果。 ⒊在同一双对数坐标系中绘制螺纹管和光滑管的Nu~Re的关系图。 ⒋对实验结果进行分析与讨论。