对流传热实验
m2?V'?0=7.3214/3600*1.2035=0.002448 kg/s
Q=m2*cp2(t2?t1)=0.002448*1005*（78.124-20.374）=142.06 J/kg
（tw-t）m?46.46℃ α2=
(tw1-t1)-(tw2-t2)= [(20.374-101.934)-(78.124-101.374)]/ln[(20.374-101.934)/ (78.124-101.374)]=
tw1-t1lntw2-t2m2*cp2(t2?t1)A2*(tw-t)m =142.06/0.051/46.46=59.95W/m2?K
Nu=?2*d2= 59.95*0.016/0.0280=34.26
?'Re=
d2*u*??=0.016*0.002448/（0.008*0.008*3.14*1.94）*10=1.005*10
54分别计算，得到如下表格
TW1/℃
TW2/℃
t1/℃
t2/℃
m2/(Kg/s‘
V/(m3/s)
)
Q/(J/kg)
(tW-t)
m
/K
α/(W /m2·K)
Nu Re
管道类
（104） 型
102.124
102 102 101.812 101.934 102.812 102.812
102.374 102.434 102.25 102.124 101.374 102.124 102.124
19.186 19.75
20 20 20.374 20.436 20.25
65.874 68.436 70.934 72.434 78.124 75.436 75.684
0.00506 0.00373 0.00277 0.00202
0.00203 0.00321 0.00416
0.00611 286.03 56.57 99.14 56.66 0.00450 220.10 54.616 79.01 0.00333 170.67 52.65 63.56 0.00244 128.66 46.84 49.06 0.00245 0.00386 0.00501
142.06 213.36 279.11
46.46 59.95 49.41 84.67 49.29 111.10
45.12 36.29 28.01 34.26 48.35 63.44
2.509 普通管 1.846 普通管 1.368 普通管 1.002 普通管 1.005 1.584 2.056
强化管 强化管 强化管
在双对数坐标内做Nu~Re图像为：
6
传热综合实验
对流传热实验
100y = 0.0249x0.7637普通管系列1乘幂 (系列1)Nu10100010000Re100000100y = 0.0135x0.8491加强管系列1乘幂 (系列1)Nu10100010000Re100000
6 实验结果分析： 6.1准数方程式：
根据图像及双对数坐标下直线方程，可得： 对于普通管，有Nu=0.0249Re0.7637； 。
Re对于强化管，有Nu=0.01350.8491 6.2 结果分析：
6.2.1 从实验结果可以发现，热流体流速越大，横管对流传热系数越大，热量交换越迅速，越明显，换热效果也越好。另外，随着热流体温度的升高，平均温差变化很小，可以认为基本上没有发生变化，故在生产中在负载允许的情况下，应适当增大流速，以更好地换热任务。
6.2.2 在管内加装弹簧，增大空气流动时的湍流程度后，空气在换热过程中所获得的热量增大，所以
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传热综合实验
对流传热实验
强化管的α较普通管有明显的增大，说明传热效果更好。因此在工程上，使用列管式换热器时，常通过增加壳程挡板来增大湍流程度，以获得更好的换热效果。
6.2.3 通过加弹簧方法来提高传热效果，由于污垢不断积累所产生的热阻和流体运行阻力的增加，使得效果的提高并没有想象中那么理想，所以实际生产中很少用这样的方法。 6.3 误差分析：
无论是普通管还是强化管，实验得到的Nu与Re的关系式与公认的经验式（Nu=0.023Re0.8）有一定的偏差。分析起来，产生偏差的主要原因可能有：
（1）测量仪器本身的系统误差和外界因素的干扰。比如由于长期有人做实验，导致管内污垢层积，使管内热阻增大，导致测得的数据发生偏离。
（2）实验数据处理过程中，假设内管材料导热性能很好，即λ值很大，且管壁厚度较薄时，所以可以认为同一截面处换热管两侧壁温近似相等，即：， 而实际上内管材料的性能究竟有没有这么好，有待确定。
（3）测定实验数据时，要求在稳定传热状态下，要求稳定时间在8min以上，而事实上测量数据的时候，在温度稳定5min左右就已经开始采集数据，而有可能此时传热尚未达到真正的稳定。即使每次数据都在度数稳定8min采集，也不能保证此时传热已经稳定，因为过程工程原理实验是工程实验，实验结果受实际复杂情况影响较大。
（4）数据处理的时候也会引入一定的误差。
（5）加强管的测量误差较大，可能是因为测量的数据较少，公式未能完全拟合. 6.4思考题：
6.4.1 实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响？
在不考虑错流和折流的情况下，实验中冷流体和蒸汽的流向有两种：一种是两者流动方向相同，即并流；另一种是两者流动方向相反，即逆流。
这两种情况的传热效果是不相同的，因为在同样的进、出口温度下，逆流的传热温差比并流的大，所以当传热管的传热面积和传热系数不变时，逆流时传热速率更大，传热效果也更好。
6.4.2 在计算冷流体质量流量时所用到的密度值与求雷诺数时的密度值是否一致？它们分别表示什么位置的密度，应在什么条件下进行计算？
不一致。计算冷流体质量流量时的密度是孔板流量计测压的地方的温度对应的密度，应该将压力换算到常压下进行计算。本实验测压处的压力近似认为是常压。 求雷诺数时，所也用的密度是传热管中的定性温度所对应的气体密度，它所表示的是管内空气的平均温度。在处理数据的时候，将雷诺数Re的公式进行转化：Re=
6.4.3 实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响？如何及时排走冷凝水？
冷凝水不及时排走将会附着在管壁上，由于水的导热性能远差于紫铜，所以未及时排走的冷凝水将降低传热的速率，使传热效果变差。要及时排走冷凝水，可以使管束有一定的倾斜，同时也可以设置冷凝液排泄挡板和改善冷凝表面状况等。
7 讨论心得：
7.1 对间壁式传热器的认识：间壁式换热器是一种传统的、应用最广泛的热交换设备。由于它结构坚固，且能选用多种材料制造，故适应性极强，尤其在高温、高压和大型装置中得到普遍应用。按照结构区分，可分为管式和板式，实验中所用为管式，且是横管。 7.2 对强化传热的认识：强化传热的目的是用较少的传热面积或较小的设备完成同样的传热任务（设计），或力求使换热设备在单位时间、单位面积传递的热量尽可能地大。从传热速率方程可以看出，增大传热系数、扩展传热面积和增大传热平均温差均可提高传热效率。
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传热综合实验
对流传热实验
传热综合实验
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