气-汽对流传热综合实验
三、设备主要技术数据：
1. 传热管参数:
由孔板与压力传感器及数字显示仪表组成空气流量计。 由流量公式[1]计算
1
1200t t P
A c V ρ∆⨯⨯
⨯=………………………………………………………………[1] 其中，c 0-孔板流量计孔流系数，c 0=0.65 A 0-孔的面积 m2
d 0-孔板孔径 ， d 0 =0.017 m
1
t V - 空气入口温度（及流量计处温度）下的体积流量，m3/h ；
P ∆-孔板两端压差，Kpa
1
t
ρ-空气入口温度（及流量计处温度）下密度，Kg/m3。
在实验条件下传热管内的空气流量V (m3/h)则需按[2]式计算:
图1 螺旋线圈内部结构
1
2732731t at
V V t ++⨯
= (2)
其中，V —实验条件（管内平均温度）下的空气流量，m 3/h ； at —管内平均温度，℃；
t 1—传热内管空气进口（即流量计处）温度，℃。 3.温度测量
(1) 空气入传热管测量段前的温度t 1 ( ℃ )由电阻温度计测量，可由数字显示仪表直接读出。
(2) 空气出传热管测量段时的温度t 2 ( ℃ )由电阻温度计测量，可由数字显示仪表直接读出。
(3) 管外壁面平均温度T w ( ℃ )由数字式毫伏计测出与其对应的热电势E(mv,热电偶是由铜─康铜组成),再由 E 根据公式:T w (℃)=8.5＋21.26×E(mv)计算得到。 4.电加热釜
是产生水蒸汽的装置,使用体积为7升(加水至液位计的上端红线),•内装有一支2.5kw 的螺旋形电热器,当水温为30℃时,用200伏电压加热,约25分钟后水便沸腾,为了安全和长久使用,建议最高加热(使用)电压不超过200伏(由固态调压器调节)。
5. 气源(鼓风机)
又称旋涡气泵, XGB ─2型,由无锡市仪表二厂生产,电机功率约0.75 KW(使用三相电源),在本实验装置上,产生的最大和最小空气流量基本满足要求,使用过程中,•输出空气的温度呈上升趋势。
6. 稳定时间
是指在外管内充满饱和蒸汽,并在不凝气排出口有适量的汽(气)•排出,空气流量调节好后,过15分钟,空气出口的温度t 2 ( ℃ )可基本稳定。
四、实验装置
实验装置如图2所示，主要结构参数如表1所示。
说明：1、蒸汽发生器为电加热釜，使用容积为5升，内装有一支2.5kw的螺电热器，与一储水釜相连（实验过程中要保持储水釜中液位不要低于釜的二分之一，防止加热器干烧）；2、空气进出口温度采用电偶电阻温度计测得，由多路巡检表以数值形式显示。壁温采用热电偶温度计测量；3、旋涡气泵型号为XGB─2，由无锡市仪表二厂生产，电机功率约0.75 KW（使用三相电源），在本实验装置上，产生的最大和最小空气流量基本满足要求，使用过程中，输出空气的温度呈上升趋势。
图2 空气-水蒸气传热综合实验装置流程图
1-液位管;；2-储水罐；3-排水阀；4-蒸汽发生器；5-强化套管蒸汽进口阀；
6-光滑套管蒸汽进口阀；7-光滑套管换热器；8-强化套管换热器；9-光滑套管蒸汽出口；10-强化套管蒸汽出口；11-光滑套管空气进口阀；12-强化套管空气进口阀；13-孔板流量
计；
14-空气旁路调节阀；15-旋涡气泵
1、光滑套管换热器传热系数的测定
数据记录与整理表
传热管内径d i =0.020 m 有效长度L i =1.00 m 冷流体：空气（管内）热流体：蒸汽（管外）
2、强化套管换热器传热系数及强化比的测定
数据记录与整理表
传热管内径d i =0.020 m 有效长度L i =1.00 m 冷流体：空气（管内）热流体：蒸汽（管外）
3、线性回归确定准数关联式
由Nu=A Re m Pr0.4可得
Nu
Pr0.4
=A Re m
lg(Nu
Pr0.4
)=m lg (Re)+lg A
