化工原理管内强制对流传热膜系数的测定
栏目:企业动态 发布时间:2020-05-12 13:57
化工道理管内强制对传布热膜系数的测定_物理_自然科学_专业原料。内部有实践数据集数据惩罚截图。 实践七 一.实践主意 管内强制对传布热膜系数的测定 1. 研习用近似法、简陋 W...

  化工道理管内强制对传布热膜系数的测定_物理_自然科学_专业原料。内部有实践数据集数据惩罚截图。

  实践七 一.实践主意 管内强制对传布热膜系数的测定 1. 研习用近似法、简陋 Wilson 法测定氛围与管壁传热膜系数的道理; 2. 驾驭用差别的方法惩罚实践数据,遵照现实结果对照各类惩罚技巧的优谬误; 3. 用测定的传热膜系数, 整饬成努塞尔准数 Nu 与雷诺准数 Re 之间成 Nu ? C Re 的事势, 并验证明 n 测 Nu 的与 Re 相干式与公认式 Nu ? 0.023 Re 0.8 Pr n 是否相仿。 4. 锻炼使用实践实测的数据拟合成体会公式的才略。 二.实践道理 1.流程安装简介(如图 1-1 所示) 本实践安装只须由加热体系、限定体系、调治体系三局限组成。由电加热器—热电偶—可控硅限定仪 构成调治体系;由孔板流量计—压力传感器—电子电位差计—阀门构成的氛围流量计丈量调治体系;由空 气进、出口处的热电偶—主动均衡记载仪构成测温体系。 氛围由旋涡机进入风管,经电加热器加热到温度 T1 后,进入套管换热器的内管,与环隙的水举办热 调换,氛围冷却到温度 T2 后排出;氛围的流量由连有压力传感器的孔板流量计测得,氛围流量蜕变的信号 通过压力传感器传送到 UJ—36 电位计,可读出电位差值,准备出氛围的现实流量。换热器的热氛围进套 1 管,换热器的温度由可控硅控仪限定,体系的安定性由记载仪内的红蓝笔是否走直线来判决。 因为外力的影响,使流体被迫活动而发生传热的情景,称为强制对传布热。对付氛围正在圆形直管内, 强制对传布热的膜系数 ? 1 的测定技巧有如下几种: (以氛围作热流体,水作冷流体,两流体正在套管换热管 中作逆流运动,氛围的质料流量用孔板流量计配压力传感器,用电位差计测出压力传感器两侧的电势差值 而准备取得。 ) 2.数据惩罚技巧 图 1-2 简陋 Wilson 图解法示企图 图 1-3 Nu—Re 的相干线、近似法: 遵照传热速度根本方程式: Q ? KA?t m 而总传热系数与对传布热系数之间的相干为: , 即 K? Q A1 ?t (7) bd1 d d 1 1 ? ? Rs1 ? ? Rs2 1 ? 1 K ?1 ?d m d2 ? 2d2 (8) 套管换热器壳程走的是水,因水的传热功能绝顶好,其传热膜系数 ? 2 能够到达几千 w/m3?℃,其热阻 值 d1 ? 2 d 2 很小。又内管的管壁质料是黄铜,黄铜的导热功能很好,即其热阻更小,而氛围对管内壁的传 热系数只要几十 w/m3?℃,别的又有水侧与氛围侧的污垢热阻两项,因本实践运用的流体是纯净的自来水 和室内明净的氛围,且实践时候又不长,因而两者的污垢热阻比热氛围侧的对传布热热阻小良众,即式中 的 Rs1 、 Rs2 d1 / d 2 、 bd1 / ?d m 、 d1 / ? 2 d 2 相对付 1 / ? 都很小,能够无视。 2 则 1 1 ? K ?1 即?1 ? K (9) 又(3)(4)式准备出 Q 值, A1 ——为以套管换热器内轮廓积为基准的传热面积[m2]; t 1 、 t 2 ——为 、 水的进出口温度[℃]。据(6)式准备出 c 值,则就取得 ? 1 值。 技巧 2、简陋 Wilson 图解法 一、简陋 Wilison 图解法的道理 简陋 Wilison 法运用前提: 1、待求侧传热膜系数 ? 与实践变量的次方相干依然确定,如本实践中 ? 1 ? Cu 2、非待测的热阻之和为定值,即实践中水侧的流态褂讪。 氛围和水正在套管换热器中换热,热氛围正在内管被套管环隙中的水冷却,若以内轮廓积 A1 为基准的总 热阻可用下式外现: 0.8 ; bA A A bd d d 1 1 1 ? ? Rs1 ? 1 ? Rs 2 1 ? 1 ? ? Rs1 ? 1 ? Rs 2 1 ? 1 K ?1 ?Am A2 ? 2 A2 ? 1 ?d m d2 ? 2d2 式中:K——换热器的总传热系数[w/m3?℃]; (10) ? 1 、 ? 2 ——氛围侧、水侧传热膜系数[w/m3?℃]; ? ——换热管质料的导热系数[w/m3?℃]; B——换热管厚度[m]; R s ——水侧污垢热阻[w/m3?℃]; d 1 、 d 2 、 d m ——换热管内轮廓积、概况面积、外里均匀轮廓积[m2] 当管内热氛围作充盈湍流时,氛围强制对传布热膜系数 ? 1 : ? 1 ? Cu 0.8 C 为待定系数,将式(11)代入(10)式得: (11) Bd1 d d 1 1 ? ? ? Rs 1 ? 1 0.8 K Cu ?d m d2 ? 2d2 (12) 假若正在实践中依旧式(12)中的 Bd1 / ?d m 、 Rs d1 / d 2 、 d1 / ? 2 d 2 三项褂讪,而正在差别的氛围流速 u1 下分散测出相应的 K,则(12)式可写成: 令Y ? 1 1 , X ? 0.8 K u 又B ? 1 1 ? ? 定命 K Cu 0.8 (14) (13) bA1 A A ? Rs 1 ? 1 ?Am A2 ? 2 A2 3 式(13)是一个 Y ? mX ? B 的直线方程,正在方格纸上作出以 的各实践点。如图五所示,为一条直线。 求出直线的斜率 m,则 C ? 3.拟合成准数方程 1 u 0 .8 为横坐标, 1 为纵坐标点正在坐标 K 1 0.8 。氛围侧的传热膜系数准备式 ? 1 ? Cu 就能够准备确定了。 m 若何检讨以上先容的几种技巧测得值更贴近于公认值(即由准数方程准备出得值) ,能够采用对照拟 合取得的准数方程与公认的准数方程值贴近的水平,或正在双对数坐标中作公认线和实测线,对照两者的相 近水平。的确如下:遵照差别流速下丈量取得 ? 、G,拟合成 Nu ? C Re 事势的准数方程。然后正在双对 n 数坐标作出 Nu—Re 的相干线。如图六所示。 (此图为按本实践安装实测的结果示企图线,简陋 Wilson 法 线很贴近于公认线。正在上方的来源要紧是 T1 、 T2 的位子都正在现实点外侧,是 T1 ? T2 的值偏大变成的。 ) 三.实践操作方法 双击“TransHeat”进入实践操作界面。 点击“初阶实践”按纽, 则体系初阶初始检测修筑是否能平常管事, 若能平常管事,则初阶计时,并显示实践时候。将鼠标移到流程图优势机的位子,等候鼠标样子变为 , 左键单击操作点,弹出二相开闭限定操作界面,点击“ON”,则翻开风机电源。然后正在实践安装流程图窗口 内挪动鼠标,使鼠标样子变为 ,此时单击鼠标右键退出二相限定操作,操作界面消散。二相开闭限定 操作实行。将鼠标移到流程图上加热器位子,和翻开风机电源相同翻开加热器电源,初阶加热。 将鼠标移到流程图高尚量限定器位子, 等候鼠标样子变为 修树限定点数据有两种方法: ●将鼠标移向外盘中的指针,等候鼠标样子变为 内挪动鼠标变为 ,单击鼠标右键,实行修树; ,双击鼠标左键,正在外盘的数据显示区域内通 ,拖动指针到恳求的设定值,正在实践安装流程图窗口 , 单击操作点, 弹出连绵限定操作界面, ●将鼠标移向外盘中的数据显示区域,等候鼠标样子变为 过键盘输入恳求的设定值,回车键确认或者正在实践安装流程图窗口内单击鼠标右键实行修树。 ●正在实践安装流程图窗口内挪动鼠标,使鼠标样子变为 面消散。连绵限定操作修树实行。 将鼠标移到流程图左上角的温度限定器位子,以雷同修树风量操作相同修树好实践所必要的实践温 度。此时体系趋势安定形态,缩略图窗口和放大图窗口初阶显示各个物理量的蜕变环境。能够安排缩略图 窗口和放大图窗口来查看各个物理量。 若走直线则分析体系依然安定,则能够举办安定说明,采用缩略图上的一个区间,该区间正在放大图上 放大,然后采用一点双击,显示一个白色小圆点,然后单击“安定说明”体系初阶安定说明,如图所示。 假若体系处于安定形态,则“数据采撷”按纽变为 Enable 形态,用户能够举办数据采撷。左键点击“数 据采撷”。则读取一个数据点,分散为气体的进、出口温度 T1 、 T2 ,冷却水的进、出口温度 t 1 、 t 2 ,孔板 4 ,此时单击鼠标右键退出连绵限定操作,操作界 流量计处的温度、压力和孔板流量计两侧的电位差值。用户所采撷的数据能够正在数据惩罚外单查看。 然后变更流量,分散等体系安定后,读取 4~6 个数据点。实行一组数据时,点击菜单“实践查看”下的 “惩罚结果”夂箢,则体系弹出以下窗口:用户可对某组实践数据举办删除惩罚,单击“删除”,确认或者取 消删除讯息即可。单击“实行”确认篡改,单击“取缔”取缔篡改。然后次第闭塞加热器电源、将流量调治阀 修树为 0、闭塞风机电源等,然后再闭塞总电源,实践了局。 假若用户必要从新再做一组新的数据,一组讯息供给用户增添和采用差别的组来储存差别的实践数 据, 正在“组名修树”对话框中增添和采用组。 输入组名, 单击“增添”, 该组名便增添到组系列当中了; 单击“组 系列(S)”中的某一组,再单击“采用”,该组便被选上。末了单击“确定”或者回车确认修树,单击“取缔” 或者 Eec 键取缔修树。 四.实践数据记载及惩罚 1、测定氛围正在圆形直管内作强制对流时的传热膜系数; 原始数据的记载为下图 2-1 图 2-1 原始数据记载图 2、用近似法、简陋 Wilson 分散得出实测的传热膜系数,并对用两种技巧惩罚取得的结果举办说明比 较道论。 ①近似法的图 2-2 Re-Nu 以及其结果图 2-3 如下: 图 2-2 Re-Nu(近似法) 5 图 2-3 实践结果(近似法) ②简陋 Wilson 图解法的图 3-1、图 3-2 Re-Nu 以及取得的结果图 3-3 如下: 图 3-1 Wilson 图 图 3-2 Re-Nu(简陋 Wilson 图解法) 6 图 3-3 实践结果(简陋 Wilson 图解法) 7 8