范文一：实验六列管换热器实验

实验六 气,气列管换热实验 一、 实验目的

1(测定列管式换热器的总传热系数。

2(考察流体流速对总传热系数的影响。

3(比较并流流动传热和逆流流动传热的特点。

二、基本原理

在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面(传热元件)进行热量

交换，称为间壁式换热。如图1所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热，

固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。

,

T

T t WW

t

图1间壁式传热过程示意图

达到传热稳定时，有

Q,mcT,T,mct,t，，，，pp11122221 (1) ,KA,tm

式中:Q,传热量，J / s;m,热流体的质量流率，kg / s;c,热流体的比热，J / (kg 1p1

??);T,热流体的进口温度，?;T,热流体的出口温度，?; 12

m,冷流体的质量流率，kg / s;c,冷流体的比热，J / (kg ??);t,冷流体的进2p212口温度，?;t,冷流体的出口温度，?;K,以传热面积A为基准的总给热系数，W / (m 2

??);,冷热流体的对数平均温差，?;可由式2计算， ,tm

,,,TtTt，，，，1221 (2) ,,tm,Tt12ln,Tt21

列管换热器的换热面积可由式3算得，

the departments focus on Office, actively carry out visits construction problem-solving public policy advocacy, and properly handle various types of petition cases, a total of 289 reception process petition cases and 2132 (times). Attach great importance to safety educationstrengthening the work of letters and calls and security, closer links between the Government and the masses. In order to do the work of letters and calls, and to solve problems for people, our Government Affairs Hall reception of letters and calls into established municipal government reception day system and leadership standing reception of letters and calls system, take advantage of the Government Affairs Hall

A,n,,dL (3)

其中，d为列管直径(因本实验为冷热气体强制对流换热，故各列管本身的导热忽略，所以d取列管内径)，L为列管长度，n为列管根数，以上参数取决于列管的设计，详见下文附表。

由此可得换热器的总给热系数，

Q (4) K,A,tm

在本实验装置中，为了尽可能提高换热效率，采用热流体走管内、冷流体走管间形式，但是热流体热量仍会有部分损失，所以Q应以冷流体实际获得的热能测算，即

(5) Q,,VC(t,t)22p221

则冷流体质量流量m已经转换为密度和体积等可测算的量，其中为冷流体的V22进口体积流量，所以也应取冷流体的进口密度，即需冷流体的进口温度(而非定性,2

温度)查表确定。

,100?之间，空气的各物性与温度的关系有如下拟合公式。 除查表外，对于在0

,,523,,,，，104.5101.2916tt(1)空气的密度与温度的关系式:

1005(2)空气的比热与温度的关系式:60?以下C, J / (kg ??), p

1009C 70?以上, J / (kg ??)。 p

三、实验装置与流程

2adership standing reception of letters and calls system, take advantage of the Government Affairs Halland leeople, our Government Affairs Hall reception of letters and calls into established municipal government reception day system closer links between the Government and the masses. In order to do the work of letters and calls, and to solve problems for p, n cases and 2132 (times). Attach great importance to safety educationstrengthening the work of letters and calls and securitysolving public policy advocacy, and properly handle various types of petition cases, a total of 289 reception process petitio-lemthe departments focus on Office, actively carry out visits construction prob

1-风机2(冷流体管路，该风机为抽风机);2-孔板流量计连接差压变送器;3-冷流体进口温度t;1

4-并流传热形式进口闸阀f1;5-热流体进口温度T;6-逆流出口温度t;7-逆流传热形式出口闸阀12

f4;8-并流形式出口闸阀f2;9-并流出口温度t’;10-热流体出口温度T;11-逆流传热形式进口22

闸阀f3;12-玻璃转子流量计;13-风机1(热流体管路);14-风机旁路阀

名称 符号 单位 备注

? 冷流体进口温度 t1热流体走管内，冷流逆流出口温度 t ? 2体走管间。列规格Ф并流出口温度 t’ ? 212×2 mm ，即内径

热流体进口温度 T ? 18mm，共13根列管，

热流体出口温度 T ? 2长1m，则换热面积 3热风流量 V m/h 12共0.3267m。 3冷风流量 V m/h 2

本装置采用冷空气与热空气体系进行对流换热。热流体由风机1经过玻璃转子流量计进入加热管预热，温度测定后进入列管换热器管内，出口也经温度测定后直接排出。冷流体由风机2吸入经孔板流量计测量后，由温度计测定其进口温度，并由闸阀f1、f2、f3、

、f4打开为逆流换热的形式，f1，f2打开为并流f4选择逆流或并流传热形式。即:上图f3

换热的形式。冷流体的流量通过变频器调节，热流体的流量由自风机的旁路阀调节。 四、操作步骤

1、打开总电源开关、仪表开关，待各仪表温度自检显示正常后进行下步操作。 2、打开热流体风机的出口旁路，启动热流体风机，再调节旁路阀门到适合的实验流量。

3(一般取热流体流量60~80 m/h，整个实验过程中保持恒定。)

3、开启加热开关，通过C1000仪表调节，使加热电压到一恒定值。(例如在室温20?左

3右，热流体风量70 m/h ，一般调加热电压150V，经约30min后，热流体进口温度可

恒定在82?左右。)

a) 待热流体在恒定流量下的进口温度相对不变后，启动风机2，通过C1000仪表调

节风量;

b) 打开相应的闸阀，如f3、f4打开为逆流换热的形式，f1，f2打开为并流换热的形

式。

3c) 然后以冷流体流量作为实验的主变量，调节风机旁路，从10~60 m/h流量范围内，

选取5到6个点作为工作点进行实验数据的测定。

d) 待某一流量下的热流体和逆流的冷流体换热的四个温度相对恒定后，可认为换热

过程基本平衡了，抄录冷热流体的流量和温度，即完成逆流换热下一组数据的测

定。之后，改变一个冷流体的风量，待换热平衡后抄录一组实验数据。

3ntage of the Government Affairs Halladva nto established municipal government reception day system and leadership standing reception of letters and calls system, takethe work of letters and calls, and to solve problems for people, our Government Affairs Hall reception of letters and calls i to do ucationstrengthening the work of letters and calls and security, closer links between the Government and the masses. In orderpes of petition cases, a total of 289 reception process petition cases and 2132 (times). Attach great importance to safety edsolving public policy advocacy, and properly handle various ty-the departments focus on Office, actively carry out visits construction problem

e) 同理，可进行冷热流体的并流换热实验。注意:热流体流量在整个实验过程中最

好保持不变，但在一次换热过程中，必须待热流体进出口温度相对恒定后方可认

为换热过程平衡。

f) 实验结束，应先关闭加热器，待各温度显示至室温左右，再关闭风机和其他电源。 五、数据记录

实验日期: 实验人员: 学号: 装置号:

数据记录表

并流温度(?) 逆流温度(?) 热风 冷风序号 冷流体 热流体 冷流体 热流体 流量 流量 进口 出口 进口 出口 进口 出口 进口 出口

六、数据处理

数据计算结果表(并流)

传热速率 传热面积 传热平均温差 总传热系数 序号 2-2-1(Q, W) (A, m) (?tK) (K, WmK) m,

数据计算结果表(逆流)

传热速率 传热面积 传热平均温差 总传热系数 序号 2-2-1(Q, W) (A, m) (?tK) (K, WmK) m,

4adership standing reception of letters and calls system, take advantage of the Government Affairs Halland leeople, our Government Affairs Hall reception of letters and calls into established municipal government reception day system closer links between the Government and the masses. In order to do the work of letters and calls, and to solve problems for p, n cases and 2132 (times). Attach great importance to safety educationstrengthening the work of letters and calls and securitysolving public policy advocacy, and properly handle various types of petition cases, a total of 289 reception process petitio-lemthe departments focus on Office, actively carry out visits construction prob

范文二：列管换热器实验装置说明书

列管换热器实验装置 说明书

天津大学化工基础实验中心 2011. 10

一、实验目的:

本实验装置是以水蒸气 -空气为传热介质,采用列管换热器对流换热,用于 教学实验中, 通过对列管换热器对流传热系数、 总传热系数 K 的测定, 加深了解 间壁传热的基本概念和基本理论,了解各种影响因素对传热效率的影响。 二、换热器实验简介:

1、列管换热器传热系数的测定:

管壳式换热器又称列管式换热器。 是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面 的间壁式换热器。这种换热器结构较简单,操作可靠,可采用各种结构材料(主 要是金属材料)制造,能在高温、高压下使用,是目前应用最广的换热器类型。 壳体多为圆筒形,内部装有管束,管束两端固定在管板上。进行换热的冷 热两种流体,一种在管内流动,称为管程流体;另一种在管外流动,称为 壳程流体。

总传热系数 K 通过实验可测定 O

m i

S t Q K ??=

(1)

式中:K —列管换热器总传热系数, W/(m2?℃ ) ; Q i —管内传热速率, W ; S O —管外换热面积, m 2; m t ?—平均温度差,℃。

m t ?由下式确定: 逆 m m t t ψ?=? (2)

1

22

1122

1ln

t T t T t T t T t m -----=?) () (逆 (3) 式中:t 1, t 2 —冷流体的入口、出口温度,℃; T 1, T 2 —热流体的入口、出口温度,℃;

t w 逆 —逆流时平均温度差,℃;

ψ—温差校正系数,由于实验用列管换热器采用单管程单壳程

所以 ψ=1。

管内换热面积: Lo d n S o o π= (4)

式中:d O —内管管外径, m ;

L O —传热管测量段的实际长度, m 。 由热量衡算式:

) (12t t Cp W Q m m i -= (5)

其中质量流量由下式求得:

3600

m

m m V W ρ=

(6) 式中: m V —冷流体在管内的平均体积流量, m 3 / h; m Cp —冷流体的定压比热, kJ / (kg·℃ ) ; m ρ—冷流体的密度, kg /m3。

m Cp 和 m ρ可根据定性温度 t m 查得, 2

2

1t t t m +=

为冷流体进出口平均温度。 t 1, t 2, T 1, T 2, m V 可通过测量仪表测得。 三、实验流程和设备主要技术数据: 1.设备主要技术数据见表一

表一 实验装置结构参数

2.实验装置流程如图一所示 3.实验的测量手段 ①空气流量的测量:

1

0012t t P

A c V ρ???

?= (7)

其中: c 0-孔板流量计孔流系数, c 0=0.65 A0-孔的面积 m 2

d 0-孔板孔径 , d 0 =0.017 m P ?-孔板两端压差, P a

1t ρ-空气入口温度(即 流量计处温度)下密度, Kg/m3。 由于换热器内温度的变化,传热管内的体积流量需进行校正:

1

1273273t t V V m

t m ++?

= (8)

式中:m V —传热管内平均体积流量, m 3/h;

m t — 传热管内平均温度,℃。

图一 列管换热器实验装置流程图

② 温度的测量

空气(蒸汽)进出口温度采用 PT100电阻温度计测得,通过数字仪表显示。 ③ 电加热釜

蒸汽发生器的使用体积为 5升 , 内装有一支 2.5kw 的电热器,与一储水箱相 连(实验过程中要保持储水箱中液位不要低于箱体的二分之一,防止加热器干 烧) , 开始实验时采用低电压(130伏左右)加热, 10分钟后可以适当提高加热 电压 (150伏 — 180伏 ) , 约 15分钟后水开始沸腾。 为安全起见和加热器使用寿命 长久,建议最高加热电压不要超过 200伏。

④ 气源 (鼓风机 )

又称旋涡气泵, XGB ─ 12型,电机功率约 0.75 KW(使用三相电源) 。

图二 仪表显示图

四、实验方法及步骤:

1.实验前的准备工作。

①向储水箱中加蒸馏水至液位计三分之二处。

②检查空气流量旁路调节阀是否全开。 检查换热器蒸汽入口阀是否开启, 必

须保证有一路是开启的。

③接通电源总闸,设定加热电压。

(加热电压的设定:按一下仪表 键, 在仪表的 SV 显示窗中右下方出现一闪烁 的小点, 每按一次 键, 小点便向左移动一位, 小点在哪个位置, 就可以利用

、

键调节相应位子上的数值, 调好设定值后 20秒仪表自动确认, 设备按所设定 的数值调整应用) 2. 实验开始 .

①启动电加热器开关开始加热,同时蒸汽冷凝散热器风扇开启。

②待列管换热器出口温度上升时, 启动风机。 利用空气旁路调节阀 2来调节 空气流量,调好某一流量后稳定 5-8分钟后,分别测量空气的流量,冷空气进、 出口的温度及蒸汽进、出口温度,作好记录。然后改变空气流量值,重复以上步 骤测量下组数据。一般从小流量到最大流量之间,要测量 5~6组数据。

③实验结束后,依次关闭加热电源、风机和总电源。一切复原。 五、实验注意事项:

1.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,开始 下一实验之前,如果发现水位过低,应及时补足水量。

2.每次调节空气流量后,应至少稳定 5~8分钟,然后再读取实验数据。 3.实验中要保持上升蒸汽量的稳定,所以实验中不要改变加热电压,并且保持 蒸汽放空口一直有蒸汽放出状态。

六、数据处理过程举例:(以第一组实验数据为例)

空气进口温度 t 1=26℃, 空气出口温度 t 2=79.9℃, 空气流量 1.59Kpa , 蒸汽进口温度 T 1=100℃, 蒸汽出口温度 T 2=99.6℃ 空气进口温度 t 1=26℃下的密度 ρt1=1.18(kg/m3) ①传热管内径 i d 及流通截面积 i F

i d =14.00(mm ) =0.0140 (m ); 4/2

i i d F ?=π=3.142×(0.0140) 2/4

=0.000154(m 2).

②传热管有效长度 L 及传热面积 i S ,管束 3根换热管。

L =1.00m

L d S i i ??=π=3.142×0.014×1.00×3

=0.132 (m2)

③空气平均物性常数的确定

211t t t m +=

=2

9

. 7926+==52.95℃ 此温度下空气物性数据如下:

平均密度 ρ

tm =1.08 (kg/m

3

) ;

平均导热系数 λ

tm =2.84×10

-2

(W/m·K) ;

平均比热 Cp tm=1005(J/Kg ·K) ; 平均粘度 μ

tm =1.97×10

-5

(s Pa ?) 。

④空气流过换热器内管时平均体积流量 m V 和平均流速的计算 孔板流量计体积流量:

1

0012t t P

A c V ρ???

?=

18

. 11590

2017. 0785. 065. 02??

??= =27.6(m 3/h)

传热管内平均体积流量 m V : 20

2739

. 522736. 2727327300++?=++?

=t t V V m t m

=30.7 (m 3/h)

平均流速 m u :

()) 3600000154. 0/(7. 303600/?=?=F V u m m

=18.47 (m/s)

⑤平均温度差 m t ?的计算 :

26

6. 999

. 79100ln

) 266. 999. 79100-----=?() (m t = 41.22 ℃ ⑥管内传热速率: =-???=-??=

3600

)

0. 266. 79(100512. 17. 303600) (12t t Cp V Q m m m ρ684(W )

⑦总传热系数

()) 132. 024. 41/(684/?=??=i m i S t Q K =125.8(W/m2·℃) ⑧各项准数 :

m i i d Nu λα=

0277

. 0028

. 088. 39?=

=40.3 m

m

m i u d μρ=

Re 0000194

. 012

. 147. 18014. 0??=

=1.423×104

696

. 00277

. 01094. 11005Pr 5=??=?=

-λ

μm

p C

表二、实验数据表:

范文三：气气列管换热实验报告

气气列管换热实验报告

气气列管换热实验实验指导书

气气列管换热实验实验指导书

一、 实验目的

1(测定列管式换热器的总传热系数。 2(考察流体流速对总传热系数的影响。

3(比较并流流动传热和逆流流动传热的特点。

二、基本原理

在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面(传热元件)进行热量交换，称为间壁式换热。如图(4,1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。

达到传热稳定时，有

T

t

图4,1间壁式传热过程示意图

Q?m1cp1?T1?T2??m2cp2?t2?t1??KA?tm

(4,1)

式中:Q, 传热量，J / s;

m1 , 热流体的质量流率，kg / s; cp1, 热流体的比热，J / (kg ??); T1, 热流体的进口温度，?; T2, 热流体的出口温度，?; m2 , 冷流体的质量流率，kg / s; cp2 , 冷流体

的比热，J / (kg ??); t1, 冷流体的进口温度，?;

t2, 冷流体的出口温度，?;

K , 以传热面积A为基准的总给热系数，W / (m2 ??); ?tm, 冷热流体的对数平均温差，?;

热、冷流体间的对数平均温差可由式(4—2)计算，

?tm?

?T1?t2???T2?t1? (4,2)

lnT1?t2T2?t1

列管换热器的换热面积可由式(4—3)算得，

A?n??dL(4—3) 其中，d为列管直径(因本实验为冷热气体强制对流换热，故各列管本身的导热忽略，所以d取列管内径)，L为列管长度，n为列管根数，以上参数取决于列管的设计，详见下文附表。

由此可得换热器的总给热系数，

K?

Q

(4—4) A?tm

在本实验装置中，为了尽可能提高换热效率，采用热流体走管内、冷流体走管间形式，但是热流体热量仍会有部分损失，所以Q应以冷流体实际获得的热能测算，即

Q??2V2Cp2(t2?t1) (4—5) 则冷流体质量流量m2已经转换为密度和体积等可测算的量，其中V2为冷流体的进口体积流量，所

以?2也应取冷流体的进口密度，即需更具冷流体的进口温度(而非定性温度)查表确定。 除查表外，对于在0,100?之间，空气的各物性与温度的关系有如下拟合公式。 (1)空气的密度与温度的关系式:??10?5t2?4.5?10?3t?1.2916 (2)空气的比热与温度的关系式:60?以下Cp,1005 J / (kg ??),

70?以上Cp,1009 J / (kg ??)。

三、 实验装置与流程

1-风机2(冷流体管路，该风机为抽风机);2-孔板流量计连接差压变送器;3-冷流体进口温度t1;4-并流传热形式进口闸阀f1;5-热流体进口温度T1;6-逆流出口温度t2;7-逆流传热形式出口闸阀f4;8-并流形式出口闸阀f2;9-并流出口温度t2’;10-热流体出口温度T2 ;11-逆流传热形式进口闸阀f3;12-玻璃转子流量计;13-风机1(热流体管路);14-风机旁路阀

本装置采用冷空气与热空气体系进行对流换热。热流体由风机1经过玻璃转子流量计进入加热管预热，温度测定后进入列管换热器管内，出口也经温度测定后直接排出。冷流体由风机2吸入经孔板流量计测量后，由温度计测定其进口温度，并由闸阀f1、f2、f3、f4选择逆流或并流传热形式。即:上图f3、

f4打开为逆流换热的形式，f1，f2打开为并流换热的形式。冷流体的流量通过变频器调节，热流体的流量由自风机的旁路阀调节。

四、 操作步骤

1、 打开总电源开关、仪表开关，热风机，待各仪表温度自检显示正常后进行下步操作。 2、打开热流体风机的出口旁路，再调节旁路阀门到适合的实验流量。(一般取热流体流量60~80 m3/h，整个实验过程中保持恒定。)

3、 开启加热开关，通过C1000仪表调节，使加热电压到一恒定值。(先调到手动(M)，调节MV,待温度

到30-40度，调到自动(A)设置温度到80度)

a) 待热流体在恒定流量下的进口温度相对不变后，启动冷风机，通过C1000仪表调节风量; b) 打开相应的闸阀，如f3、f4打开为逆流换热的形式，f1，f2打开为并流换热的形式。

c) 然后以冷流体流量作为实验的主变量，调节风机旁路(手动控制流量)从10~60 m3/h流量范围

内，选取5到6个点作为工作点进行实验数据的测定。

d) 待某一流量下的热流体和逆流的冷流体换热的四个温度相对恒定后，可认为换热过程基本平衡

了，抄录冷热流体的流量和温度，即完成逆流换热下一组数据的测定。之后，改变一个冷流体的风量，待换热平衡后抄录一组实验数据。

e) 同理，可进行冷热流体的并流换热实验。阀门先打开再关闭。注意:热流体流量在整个实验过

程中最好保持不变，但在一次换热过程中，必须待热流体进出口温度相对恒定后方可认为换热过程平衡。

f) 实验结束，应先关闭加热器，待各温度显示至室温左右，再关闭风机和其他电源。

4、 实验报告

a) 固定热流体流量，求取总换热系数K。 b) 一班做逆流状态，二班做并流状态。

篇二:气-气列管换热器实验

****化工原理实验报告

学院:******专业:*******班级:*****

篇三:气-气列管

换热器实验指导书[1]

气,气列管换热

实验指导书

气,气列管换热实验

一、 实验目的

1(测定列管式换热器的总传热系数。 2(考察流体流速对总传热系数的影响。 3(比较并流流动传热和逆流流动传热的特点。

二、基本原理

在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面(传热元件)进行热量交 换，称为间壁式换热。如图(4,1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热， 固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。

达到传热稳定时，有

T

t

图4,1间壁式传热过程示意图

Q?m1cp1?T1?T2??m2cp2?t2?t1??KA?tm

式中:Q, 传热量，J / s;

(4,1)

m1 , 热流体的质量流率，kg / s; cp1, 热流体的比热，J / (kg ??); T1, 热流体的进口温度，?;

T2, 热流体的出口温度，?; m2 , 冷流体的质量流率，kg / s; cp2 , 冷流体的比热，J / (kg ??); t1, 冷流体的进口温度，?; t2, 冷流体的出口温度，?;

K , 以传热面积A为基准的总给热系数，W / (m2 ??); ?tm, 冷热流体的对数平均温差，?;

热、冷流体间的对数平均温差可由式(4—2)计算，

?tm?

?T1?t2???T2?t1?

T?tln12

T2?t1

(4,2)

列管换热器的换热面积可由式(4—3)算得，

A?n??dL(4—3)

其中，d为列管直径(因本实验为冷热气体强制对流换热，故

各列管本身的导热忽略，所以d取列管内径)，L为列管长度，n为列管根数，以上参数取决于列管的设计，详见下文附表。

由此可得换热器的总给热系数，

K?

Q

(4—4) A?tm

在本实验装置中，为了尽可能提高换热效率，采用热流体走管内、冷流体走管间形式，但是热流体热量仍会有部分损失，所以Q应以冷流体实际获得的热能测算，即

Q??2V2Cp2(t2?t1) (4—5)则冷流体质量流量m2已经转换为密度和体积等可测算的量，其中V2为冷流体的进口体积流量，所以?2也应取冷流体的进口密度，即需根据冷流体的进口温度(而非定性温度)查表确定。 除查表外，对于在0,100?之间，空气的各物性与温度的关系有如下拟合公式。 (1)空气的密度与温度的关系式:??10t?4.5?10t?1.2916

?52

?3

(2)空气的比热与温度的关系式:60?以下

Cp,1005 J / (kg ??),

70?以上Cp,1009 J / (kg ??)。

三、 实验装置与流程

本装置采用冷空气与热空气体系进行对流换热。热流体由风机1

吸入经流量计V1计量后，进入加热管预热，温度测定后进入列管换热器管内，出口也经温度测定后直接排出。冷流体由风机2吸入经流量计V2计量后，由温度计测定其进口温度，并由闸阀选择逆流或并流传热形式。即:上图冷风左侧进口阀打开即为逆着热风的流向，相应的也应打开对角处的逆流出口阀，这就是逆流换热的流程;类似的，将冷风右侧进口阀打开即为并着热风的流向，打开对角的冷流体并流出口阀，这就是并流换热的流程。冷热流体的流量可由各自风机的旁路阀调节。

四、 操作步骤

1. 打开总电源开关、仪表开关，待各仪表温度自检显示正常后进行下步操作。

2. 打开热流体风机的出口旁路，启动热流体风机，再调节旁路阀门到适合的实验流量。(一

般取热流体流量60~80 m3/h，整个实验过程中保持恒定。)

3. 开启加热开关，调节旋钮，使加热电压到一恒定值。(例如在室温20?左右，热流体风

量70 m3/h ，一般调加热电压150V，经约30min后，热流体进口温度可恒定在82?左右。)

4. 待热流体在恒定流量下的进口温度相对不变后，可先打开冷流体风机的出口旁路，启

动冷流体风机。

5. 若选择逆流换热过程，则将控制面板上温度切换显示开关调

至逆流状态，打开冷流体

进出管路上对应逆流流程的两个阀门。

6. 然后以冷流体流量作为实验的主变量，调节风机旁路，从20~80 m3/h流量范围内，选

取5到6个点作为工作点进行实验数据的测定。

7. 待某一流量下的热流体和逆流的冷流体换热的四个温度相对恒定后，可认为换热过程

基本平衡了，抄录冷热流体的流量和温度，即完成逆流换热下一组数据的测定。之后，改变一个冷流体的风量，再待换热平衡抄录又一组实验数据。

8. 同理，可进行冷热流体的并流换热实验。注意:热流体流量在整个实验过程中最好保

持不变，冷流体每次的进口温度会随风机发热情况不同，但在一次换热过程中，必须待热流体进出口温度相对恒定后方可认为换热过程平衡。

9. 实验结束，应先关闭加热器，待各温度显示至室温左右，再关闭风机和其他电源。

五、 数据处理及实验报告

a) 逆流换热流程下，固定热流体流量，求取总换热系数K(逆)。 b) 并流换热流程下，固定热流体流量，求取总换热系数K(并)。

1、 原始数据记录表

范文四：【070602】列管换热器实验指导书

列管换热实验装置(LH100B)——实验指导书

气,气列管换热实验

实验指导书

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浙江中控科教仪器设备有限公司

列管换热实验装置(LH100B)——实验指导书

气,气列管换热实验 一、实验目的

1(测定列管式换热器的总传热系数。

2(考察流体流速对总传热系数的影响。

3(比较并流流动传热和逆流流动传热的特点。

二、基本原理

在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面(传热元件)进行热量交

换，称为间壁式换热。如图(4,1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热，

固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。

,

T

T t WW

t

图4,1间壁式传热过程示意图

达到传热稳定时，有

Q,mcT,T,mct,t，，，，pp11122221 (4,1)

,KA,tm

式中:Q , 传热量，J / s;

m , 热流体的质量流率，kg / s; 1

c , 热流体的比热，J / (kg ??); p1

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, 热流体的进口温度，?; T1

T , 热流体的出口温度，?; 2

m , 冷流体的质量流率，kg / s; 2

c , 冷流体的比热，J / (kg ??); p2

t , 冷流体的进口温度，?; 1

t , 冷流体的出口温度，?; 2

2K , 以传热面积A为基准的总给热系数，W / (m ??);

, 冷热流体的对数平均温差，?; ,tm

热、冷流体间的对数平均温差可由式(4—2)计算，

,,,TtTt，，，，1221,,t (4,2) m,Tt12ln,Tt21

列管换热器的换热面积可由式(4—3)算得，

(4—3) A,n,,dL

其中，d为列管直径(因本实验为冷热气体强制对流换热，故各列管本身的导热忽略，所以

d取列管内径)，L为列管长度，n为列管根数，以上参数取决于列管的设计，详见下文附表。

由此可得换热器的总给热系数，

QK, (4—4) A,tm

在本实验装置中，为了尽可能提高换热效率，采用热流体走管内、冷流体走管间形式，但是

热流体热量仍会有部分损失，所以Q应以冷流体实际获得的热能测算，即

Q,,VC(t,t) (4—5) 22p221

V 则冷流体质量流量m已经转换为密度和体积等可测算的量，其中为冷流体的进口体积流22

,量，所以也应取冷流体的进口密度，即需更具冷流体的进口温度(而非定性温度)查表确定。 2

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列管换热实验装置(LH100B)——实验指导书

除查表外，对于在0,100?之间，空气的各物性与温度的关系有如下拟合公式。

,,523,,,，，104.5101.2916tt (1)空气的密度与温度的关系式:

C(2)空气的比热与温度的关系式:60?以下, J / (kg ??), 1005p

C 70?以上, J / (kg ??)。 1009p

三、 实验装置与流程

名称 符号 单位 备注

t 冷流体进口温度 ? 热流体走管内，冷流1

体走管间。列管规格 t? 逆流出口温度 2

t’ 并流出口温度 ? 2,25，2mm，即内径

T 热流体进口温度 ? 121mm，共7根列管，

T 热流体出口温度 ? 2长1m，则换热面积

3V m/h 热风流量 21共0.462m。

3V m/h 冷风流量 2

本装置采用冷空气与热空气体系进行对流换热。热流体由风机1吸入经流量计V1计量后，进入加热管预热，温度测定后进入列管换热器管内，出口也经温度测定后直接排出。冷流体由风机2吸入经流量计V2计量后，由温度计测定其进口温度，并由闸阀选择逆流或并流传热形式。即:上图冷风左侧进口阀打开即为逆着热风的流向，相应的也应打开对角处的逆流出口阀，这就是逆流换热的流程;类

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列管换热实验装置(LH100B)——实验指导书

似的，将冷风右侧进口阀打开即为并着热风的流向，打开对角的冷流体并流出口阀，这就是并流换热

的流程。冷热流体的流量可由各自风机的旁路阀调节。

四、 操作步骤

1. 打开总电源开关、仪表开关，待各仪表温度自检显示正常后进行下步操作。 2. 打开热流体风机的出口旁路，启动热流体风机，再调节旁路阀门到适合的实验流量。(一

3般取热流体流量60~80 m/h，整个实验过程中保持恒定。)

3. 开启加热开关，调节旋钮，使加热电压到一恒定值。(例如在室温20?左右，热流体风

3量70 m/h ，一般调加热电压150V，经约30min后，热流体进口温度可恒定在82?左

右。)

4. 待热流体在恒定流量下的进口温度相对不变后，可先打开冷流体风机的出口旁路，启

动冷流体风机。

5. 若选择逆流换热过程，则将控制面板上温度切换显示开关调至逆流状态，打开冷流体

进出管路上对应逆流流程的两个阀门。

36. 然后以冷流体流量作为实验的主变量，调节风机旁路，从20~80 m/h流量范围内，选

取5到6个点作为工作点进行实验数据的测定。

7. 待某一流量下的热流体和逆流的冷流体换热的四个温度相对恒定后，可认为换热过程

基本平衡了，抄录冷热流体的流量和温度，即完成逆流换热下一组数据的测定。之后，

改变一个冷流体的风量，再待换热平衡抄录又一组实验数据。

8. 同理，可进行冷热流体的并流换热实验。注意:热流体流量在整个实验过程中最好保

持不变，冷流体每次的进口温度会随风机发热情况不同，但在一次换热过程中，必须

待热流体进出口温度相对恒定后方可认为换热过程平衡。

9. 实验结束，应先关闭加热器，待各温度显示至室温左右，再关闭风机和其他电源。

五、 实验报告

1. 逆流换热流程下，固定热流体流量，求取总换热系数K(逆)。

2. 并流换热流程下，固定热流体流量，求取总换热系数K(并)。

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范文五：列管换热器实验指导书

气-气列管换热 实验指导书

气-气列管换热实验

一、实验目的

1.测定列管式换热器的总传热系数。 2.考察流体流速对总传热系数的影响。

3.比较并流流动传热和逆流流动传热的特点。

二、基本原理

在工业生产过程中,大量情况下,冷、热流体系通过固体壁面(传热元件)进行热量交换,称为 间壁式换热。 如图 (4-1) 所示, 间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热, 固体壁面的热传导和 固体壁面对冷流体的对流传热所组成。

达到传热稳定时,有

()()m

p p t KA t t c m T T c m Q ?=-=-=12222111 (4-1)

式中:Q - 传热量, J / s;

m 1 - 热流体的质量流率, kg / s; c p 1 - 热流体的比热, J / (kg ? ℃ ) ; T 1 - 热流体的进口温度,℃; T 2 - 热流体的出口温度,℃; m 2 - 冷流体的质量流率, kg / s; c p 2 - 冷流体的比热, J / (kg ? ℃ ) ; t 1 - 冷流体的进口温度,℃; t 2 - 冷流体的出口温度,℃;

T

t

图 4-1间 壁 式 传 热 过 程 示 意 图

K - 以传热面积 A 为基准的总给热系数, W / (m2 ? ℃ ) ;

m

t ?- 冷热流体的对数平均温差,℃;

热、冷流体间的对数平均温差可由式(4— 2)计算,

()()1

2211221ln t T t T t T t T t m -----=

? (4-2)

列管换热器的换热面积可由式(4— 3)算得,

dL n A π?= (4— 3) 其中, d 为列管直径(因本实验为冷热气体强制对流换热,故各列管本身的导热忽略,所以 d 取列管内径) , L 为列管长度, n 为列管根数,以上参数取决于列管的设计,详见下文附表。

由此可得换热器的总给热系数,

m

t A Q K ?=

(4— 4)

在本实验装置中,为了尽可能提高换热效率,采用热流体走管内、冷流体走管间形式,但是 热流体热量仍会有部分损失,所以 Q 应以冷流体实际获得的热能测算,即

) (12222t t C V Q p -=ρ (4— 5) 则冷流体质量流量 m 2已经转换为密度和体积等可测算的量, 其中 2V 为冷流体的进口体积流 量,所以 2ρ也应取冷流体的进口密度,即需更具冷流体的进口温度(而非定性温度)查表确定。 除查表外,对于在 0~100℃之间,空气的各物性与温度的关系有如下拟合公式。 (1)空气的密度与温度的关系式:5

2

3

104.5101.2916t t ρ--=-?+ (2)空气的比热与温度的关系式:60℃以下 p C =1005 J / (kg ? ℃ ),

70℃以上 p C =1009 J / (kg ? ℃ ) 。

三、 实验装置与流程

1-风机 2(冷流体管路,该风机为抽风机) ; 2-孔板流量计连接差压变送器; 3-冷流体进口温度 t 1; 4-并流传热形式进口闸阀 f1; 5-热流体进口温度 T 1; 6-逆流出口温度 t 2; 7-逆流传热形式出口闸阀 f4; 8-并流形式出口闸阀 f2; 9-并流出口温度 t 2’ ; 10-热流体出口温度 T 2 ; 11-逆流传热形式进口闸 阀 f3; 12-玻璃转子流量计; 13-风机 1(热流体管路) ; 14-风机旁路阀

本装置采用冷空气与热空气体系进行对流换热。热流体由风机 1经过玻璃转子流量计进入加热管

预热,温度测定后进入列管换热器管内,出口也经温度测定后直接排出。冷流体由风机 2吸入经孔板 流量计测量后,由温度计测定其进口温度,并由闸阀 f1、 f2、 f3、 f4选择逆流或并流传热形式。即:上图 f3、 f4打开为逆流换热的形式, f1, f2打开为并流换热的形式。冷流体的流量通过变频器调节,

热流体的流量由自风机的旁路阀调节。

四、 操作步骤

1、 打开总电源开关、仪表开关,热风机,待各仪表温度自检显示正常后进行下步操作。

2、打开热流体风机的出口旁路,再调节旁路阀门到适合的实验流量。 (一般取热流体流量 60~80 m3/h, 整个实验过程中保持恒定。 )

3、 开启加热开关,通过 C1000仪表调节,使加热电压到一恒定值。 (先调到手动 (M ) ,调节 MV , 待温 度到 30-40度,调到自动(A )设置温度到 80度)

a) 待热流体在恒定流量下的进口温度相对不变后,启动冷风机,通过 C1000仪表调节风量;

b) 打开相应的闸阀,如 f3、 f4打开为逆流换热的形式, f1, f2打开为并流换热的形式。

c) 然后以冷流体流量作为实验的主变量,调节风机旁路(手动控制流量)从 10~60 m3/h流量范 围内,选取 5个点作为工作点进行实验数据的测定。

d) 待某一流量下的热流体和逆流的冷流体换热的四个温度相对恒定后,可认为换热过程基本平 衡了,抄录冷热流体的流量和温度,即完成逆流换热下一组数据的测定。之后,改变一个冷 流体的风量,待换热平衡后抄录一组实验数据。

e) 同理,可进行冷热流体的并流换热实验。阀门先打开再关闭。注意:热流体流量在整个实验 过程中最好保持不变,但在一次换热过程中,必须待热流体进出口温度相对恒定后方可认为 换热过程平衡。

f) 实验结束,应先关闭加热器,待各温度显示至室温左右,再关闭风机和其他电源。

4、 实验报告

a) 固定热流体流量,求取总换热系数 K 。

b) 逆流与并流的区别(也可一班做逆流状态,二班做并流状态对照) 。

c) 通过数据对比,实验采用何种方式强化了对流传热。

5、 思考题

1. 实验中影响传热速率的主要因素有哪些?

2. 强化传热的途径有哪些?实验中你采取了哪些方式实现强化传热?

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