化工原理实验总传热系数及热损失.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,化工原理实验,总传热系数与热损失,5/22/2026,一、实验目的及任务,1、定裸管及保温管的,热损失,，比较二者大小。,2、测定保温管保温材料（聚胺酯泡沫塑料）的,导热系数,。,3、,掌握管壁对空气,自然对流传热膜系数,的测定方法。,4、熟悉几种蒸汽加热设备,传热系数,的简便测定方法，并比较它们的大小。,5/22/2026,二、基本原理,工业生产中，若设备的外壁温度高于周围环境（大气）温度，则设备壁面将以对流和辐射方式向外散热，造成,热损失,。,如果设备内为水蒸气冷凝，则只要测量设备内蒸汽的冷凝量即可算出,热损失量,。,5/22/2026,设蒸汽在其饱和温度,下冷凝，产生凝液的,体积为,，密度为,，在饱和温,度下水蒸气的汽化潜热为,，凝液温度也,为,则设备的热损失可由下式求得：,5/22/2026,对于置于大空间的小设备的自由放热情况而言，,若其传热面积为,，设备内蒸汽的温度为,，,周围空气的温度为,，,并假设保持不变，则其传,热系数可按传热,基本方程式,求得，即：,5/22/2026,对于强制对流换热设备，其传热系数仍可用上,式计算，但其中,应为,对数平均值,，就本实验,装置水或空气经套管换热而言,=,5/22/2026,式中,表示水（或空气）的出口温度，,表示水（或空气）的进口温度，,表示设备中,蒸汽的饱和温度。,计算热损失的对流辐射联合,传热膜系数,。,可由下式求得：,5/22/2026,式中,Q,为按式,1,求得到热损失量，,为设备的,外壁面积,，,为壁温。,为环境空气的温度。,保温材料导热系数 可由下式求得。,5/22/2026,式中：,-为保温层长度；,-为保温层内表面温度；,-为保温层外表面温度,-为保温层的内半径；,-为保温层的外半径；,-通过壁面散失的热量可按式1求得,5/22/2026,三、装置和流程,本实验装置如图51所示。,设备共有五根传热管，管径为,344,，,管长1000,，外套管管径为,603.5,。,装置和流程见,5/22/2026,图,51 热损失实验装置图,1,2,3,4,5,6,7,8,9(1-4),10(1-4),11,12,12,12,12,12,11,11,11,11,15,16,17,18,19,水蒸气,去,地沟,来自风管,排入大气,来自高位水槽,去,地沟,14,13,数字表示,5/22/2026,1.加热蒸汽调节阀;2.压力表；3.排水阀；4.翅片管（翅片为装）5.水夹套管；6.裸管；,7.空气夹套管；8.保温管；,9.（14）液封管；10.（14）量筒；11.（15）凝液收集阀；,12.（15）不凝性气体排气阀；,13.空气调节阀；14.水调节阀；15、16.,U,型压差计；17.保温瓶；,18.转换开关；19.,UJ36,电位差计；20.铠装热电偶,5/22/2026,四、操作要点,1、在实验开始前必须掌握,UJ36,电位差计的使用方法。,2、调好冷却风速和水速：打开空气阀门13及水阀门14，参照,压差流速图,，利用,U,型压差计15.16，使风速及水速保持在常用流速范围。,3、调好,蒸汽流量,；,5/22/2026,a）,缓缓,打开总蒸汽阀,1,，五根管子同时进气，打开排水阀,3,，排出气包内冷凝水，然后关闭。,b）,打开各个放气阀,12,，待,空气排净后,，再关小，但在整个实验过程中始终微开（以冒少量蒸汽为宜）。,c,）,细心地调节总蒸汽阀,1,，使各个,U,型液封管,9,内保持,4060,水柱的液封，（不允许有夹带蒸汽冒出），使之,稳定片刻,，即可测取数据。,5/22/2026,4、测定,传热系数和热损失,：用量筒,10,接取凝液，并用秒表记录时间。,对空气套管每,15,分钟计量一次凝液量，水套管实验由于凝液量大，每,2,3,分钟计量一次。,测量,凝液温度、裸管壁温、保温管保温层里外温度、室内空气温度,，重复两次。,5/22/2026,注意,：为减少数据波动，实验时,不得,开启门窗和尽量减少在室内走动。,5、实验结束停汽排净气包冷凝水，停空气、停水。,并收拾整理现场，,还清仪器设备,，经导师允许后方可离开实验室。,5/22/2026,五、报告要求,1、计算保温材料聚酯酯泡沫塑料的,导热系数,。,2、计算,裸管道,对流辐射联合传热膜系数 ，并于书中公式计算值进行比较。,3、计算,空气套管，水套管道,传热系数,K,并和经验数值进行比较。,5/22/2026,4、比较保温管与裸管道热损失。,5、实验结果讨论。,分秒必争,5/22/2026,六、讨论题,1、在实验过程中,为什么,要保持排气阀,12,有少量,蒸汽,冒出？为什么液封管又不允许,夹带,蒸汽？,2、,在测定水套管或空气套管传热系数,k,值时，为什么要保持,冷却水速和冷却风速恒定,？,3、所测同一管截面不同环向位置的,壁温,是否相同进？为什么？计算时应怎样去壁温？壁温应接近,蒸汽,温度还是,空气,温度？为什么,?,5/22/2026,4、你测得值 与用教科书公式计算得的 是否一致？分析一下出现差异的,原因,有哪些？,5、试比较几根实验室的传热系数,值，并从中体会出,值主要受哪些,因素,影响。,持之以恒,5/22/2026,制作人,杨小伟 周坤,牛娅丽 贾海峰,单位,九九化工系,指导教师,梁英华 李国江,谢谢使用,5/22/2026,