对流传热的实验分析

竭诚为您提供优质文档/双击可除对流传热系数测定实验报告篇一：空气—蒸汽对流给热系数测定实验报告及数据、答案空气—蒸汽对流给热系数测定一、实验目的⒈通过对空气—水蒸气光滑套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数α1的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。

并应用线性回归分析方法，确定关联式nu=ARempr0.4中常数A、m的值。

⒉通过对管程内部插有螺纹管的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式nu=bRem中常数b、m的值和强化比nu/nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。

二、实验装置本实验设备由两组黄铜管（其中一组为光滑管，另一组为波纹管）组成平行的两组套管换热器，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固定。

空气由旋涡气泵吹出，由旁路调节阀调节，经孔板流量计，由支路控制阀选择不同的支路进入换热器。

管程蒸汽由加热釜发生后自然上升，经支路控制阀选择逆流进入换热器壳程，其冷凝放出热量通过黄铜管壁被传递到管内流动的空气，达到逆流换热的效果。

饱和蒸汽由配套的电加热蒸汽发生器产生。

该实验流程图如图1所示，其主要参数见表1。

表1实验装置结构参数12蒸汽压力空气压力图1空气-水蒸气传热综合实验装置流程图1—光滑套管换热器；2—螺纹管的强化套管换热器；3—蒸汽发生器；4—旋涡气泵；35—旁路调节阀；6—孔板流量计；7、8、9—空气支路控制阀；10、11—蒸汽支路控制阀；12、13—蒸汽放空口；15—放水口；14—液位计；16—加水口；三、实验内容1、光滑管①测定6～8个不同流速下光滑管换热器的对流传热系数α1。

②对α1的实验数据进行线性回归，求关联式nu=ARem 中常数A、m的值。

2、波纹管①测定6～8个不同流速下波纹管换热器的对流传热系数α1。

②对α1的实验数据进行线性回归，求关联式nu=bRem 中常数b、m的值。

四、实验原理1．准数关联影响对流传热的因素很多，根据因次分析得到的对流传热的准数关联为：nu=cRemprngrl式中c、m、n、l为待定参数。

化工原理实验之对流传热实验————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:ﻩ化工原理实验报告之传热实验学院学生姓名专业学号年级二Ο一五 年 十一月一、实验目的1.测定冷空气—热蒸汽在套管换热器中的总传热系数Ｋ; ２．测定空气或水在圆直管内强制对流给热系数；3.测定冷空气在不同的流量时,Ｎu 与Re 之间的关系曲线，拟合准数方程。

二、实验原理（1）冷空气-热蒸汽系统的传热速率方程为m t KA Q ∆=)ln(2121t t t t t m ∆∆∆-∆=∆，11t T t -=∆,22t T t -=∆ )(21t t C V Q p -=ρ式中，Q —单位时间内的传热量，W ;A —热蒸汽与冷空气之间的传热面积,2m ,dl A π=; m t ∆—热蒸汽与冷空气之间的平均温差,℃或K K —总传热系数,)℃/(2⋅m W ;d —换热器内管的内直径,d =２0m ｍ l —换热器长度,l ＝1．3m ；V —冷空气流量,s m /3；pC 、ρ—冷空气密度，3/m kg 空气比热，kg J /；21t t 、—冷空气进出换热器的温度，℃； T —热蒸汽的温度,℃。

实验通过测量热蒸汽的流量V,热蒸汽进、出换热器的温度T １和T 2 （由于热蒸汽温度恒定,故可直接使用热蒸汽在中间段的温度作为T),冷空气进出换热器的温度t １和ｔ2,即可测定K 。

(2)热蒸汽与冷空气的传热过程由热蒸汽对壁面的对流传热、间壁的固体热传导和壁面对冷空气的对流传热三种传热组成,其总热阻为:2211111d h d d bd h K m ++=λ 其中,21h h 、—热空气，冷空气的给热系数，)℃/(⋅m W ；21d d d m 、、—内管的内径、内外径的对数平均值、外径，m ； λ—内管材质的导热系数，)℃/(⋅m W 。

在大流量情况下,冷空气在夹套换热器壳程中处于强制湍流状态,h2较大,221d h d 值较小;λ较大,md dλ1值较小，可忽略，即 1h K ≈（３）流体在圆形直管中作强制对流时对管壁的给热系数关联式为n m C Nu Pr Re '=。

传热方式实验对流与传导传热是热力学的重要内容，研究传热方式对流与传导不仅有助于深入了解能量传递的方式，还能为工程设计与优化提供指导。

本文将通过实验研究对流与传导的传热方式。

一、实验简介1. 实验目的本实验的目的是探究对流与传导的传热方式，并验证热传导在高温介质中的传热特性。

2. 实验器材准备好的实验器材有加热式玻璃容器、冰水槽、热敏电阻温度计、温度计、实验记录表等。

3. 实验步骤(1) 将加热式玻璃容器装满冷水，并放入冰水槽中。

(2) 在容器下方加热源，打开加热电源进行加热。

(3) 通过热敏电阻温度计和温度计记录容器内的温度随时间的变化，并记录下来。

(4) 实验结束后，整理实验数据并进行分析。

二、传热方式实验结果分析1. 对流传热通过观察记录的实验数据，我们可以发现在加热式玻璃容器中，水的温度随时间的增加而上升。

这是因为加热源引起的热量传递，使得容器内部的水分子热运动更加剧烈，从而使整个系统的温度升高。

对流传热是由于流体内部的密度差异导致的，流体受热后体积膨胀，变得轻，上浮；而冷却后体积缩小，变得重，下沉。

这种上浮和下沉的循环运动使得热量不断传递，从而实现了对流传热。

2. 传导传热在实验过程中还观察到，在加热式玻璃容器加热时，容器底部的温度比顶部温度高。

这是因为容器受热后，热量由底部向上传导。

传导传热是由于物质内部分子之间的热量传递引起的，它不需要物质之间的流动，而是通过分子之间的碰撞传递热量。

三、实验结论与应用通过本次实验，我们深入了解了对流与传导的传热方式。

对流传热是由于流体内部的密度差异导致的上浮和下沉的循环运动，而传导传热则是由于物质分子之间的碰撞传递热量。

了解传热方式对于工程设计与优化至关重要。

在设计暖气系统或空调系统时，我们需要考虑到对流传热的影响因素，比如空调的出风口位置和暖气片的设置。

在隔热设计中，我们需要考虑传导传热的因素，比如选用合适的隔热材料。

同时，我们还可以通过优化流体的流动方式，来提高传热效率。

一、实验目的1. 了解对流传热的基本原理，掌握对流传热系数的测定方法。

2. 掌握牛顿冷却定律的应用，通过实验验证其对流传热系数的计算公式。

3. 分析影响对流传热系数的因素，如流体速度、温度差、流体性质等。

二、实验原理对流传热系数是指单位时间内，单位面积上流体温度差为1℃时，单位面积上传递的热量。

牛顿冷却定律描述了对流传热过程，即：Q = h A (T1 - T2)式中：Q ——传热量（W）h ——对流传热系数（W/(m²·K)）A ——传热面积（m²）T1 ——高温流体温度（℃）T2 ——低温流体温度（℃）根据牛顿冷却定律，可以通过实验测量传热量、传热面积、流体温度差，从而计算出对流传热系数。

三、实验仪器与材料1. 套管换热器2. 温度计3. 流量计4. 计时器5. 计算器6. 水和空气四、实验步骤1. 准备实验仪器，连接套管换热器、温度计、流量计等。

2. 在套管换热器内注入水，打开冷却水阀门，调节流量至预定值。

3. 在套管换热器外通入空气，调节风速至预定值。

4. 同时打开加热器和冷却水阀门，使水加热至预定温度，空气冷却至预定温度。

5. 记录开始加热和冷却的时间，观察温度变化。

6. 当温度变化稳定后，记录温度计的读数，计算温度差。

7. 关闭加热器和冷却水阀门，停止实验。

五、实验数据与处理1. 记录实验数据，包括水温度、空气温度、流量、时间等。

2. 根据牛顿冷却定律计算传热量Q：Q = m c ΔT其中，m为水的质量流量（kg/s），c为水的比热容（J/(kg·K)），ΔT为温度差（K）。

3. 计算对流传热系数h：h = Q / (A ΔT)六、实验结果与分析1. 根据实验数据，计算对流传热系数h，并与理论值进行比较。

2. 分析实验结果，探讨影响对流传热系数的因素。

3. 分析实验误差，总结实验经验。

七、结论通过对对流传热系数的测定实验，掌握了对流传热的基本原理和牛顿冷却定律的应用。

竭诚为您提供优质文档/双击可除对流传热系数测定实验报告篇一：空气—蒸汽对流给热系数测定实验报告及数据、答案空气—蒸汽对流给热系数测定一、实验目的⒈通过对空气—水蒸气光滑套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数α1的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。

并应用线性回归分析方法，确定关联式nu=ARempr0.4中常数A、m的值。

⒉通过对管程内部插有螺纹管的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式nu=bRem中常数b、m的值和强化比nu/nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。

二、实验装置本实验设备由两组黄铜管（其中一组为光滑管，另一组为波纹管）组成平行的两组套管换热器，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固定。

空气由旋涡气泵吹出，由旁路调节阀调节，经孔板流量计，由支路控制阀选择不同的支路进入换热器。

管程蒸汽由加热釜发生后自然上升，经支路控制阀选择逆流进入换热器壳程，其冷凝放出热量通过黄铜管壁被传递到管内流动的空气，达到逆流换热的效果。

饱和蒸汽由配套的电加热蒸汽发生器产生。

该实验流程图如图1所示，其主要参数见表1。

表1实验装置结构参数12蒸汽压力空气压力图1空气-水蒸气传热综合实验装置流程图1—光滑套管换热器；2—螺纹管的强化套管换热器；3—蒸汽发生器；4—旋涡气泵；35—旁路调节阀；6—孔板流量计；7、8、9—空气支路控制阀；10、11—蒸汽支路控制阀；12、13—蒸汽放空口；15—放水口；14—液位计；16—加水口；三、实验内容1、光滑管①测定6～8个不同流速下光滑管换热器的对流传热系数α1。

②对α1的实验数据进行线性回归，求关联式nu=ARem 中常数A、m的值。

2、波纹管①测定6～8个不同流速下波纹管换热器的对流传热系数α1。

②对α1的实验数据进行线性回归，求关联式nu=bRem 中常数b、m的值。

四、实验原理1．准数关联影响对流传热的因素很多，根据因次分析得到的对流传热的准数关联为：nu=cRemprngrl式中c、m、n、l为待定参数。

对流传热系数测定实验报告对流传热系数测定实验报告引言：热传导是物质内部传递热量的方式之一，而对流传热则是指通过流体介质传递热量的过程。

对流传热系数是描述该过程的重要参数之一。

本实验旨在通过测定实验方法，确定对流传热系数，并探讨其影响因素。

实验装置和方法：实验装置主要包括一个加热器、一个冷却器、一个测温仪和一根试管。

首先，将试管一端与加热器相连，另一端与冷却器相连。

然后，在试管内部加入一定量的流体介质，如水。

接下来，将加热器加热至一定温度，同时使用测温仪测量试管内部和外部的温度。

通过记录试管内外温度的变化，可以计算出对流传热系数。

实验结果和分析：通过实验测量，我们得到了一组温度数据，并利用这些数据计算出了对流传热系数。

然后，我们将对流传热系数与其他因素进行分析。

首先，我们探讨了流体介质的影响。

我们使用了不同流体介质进行实验，并比较了它们的对流传热系数。

结果表明，不同流体介质的传热性能存在差异。

例如，水的对流传热系数要大于油的对流传热系数。

这是因为水的热导率较高，能够更快地传递热量。

而油的热导率较低，传热速度较慢。

其次，我们研究了流体流速的影响。

我们调节了流体流速，并测量了对流传热系数的变化。

结果显示，随着流速的增加，对流传热系数也会增加。

这是因为流体流速的增加会增加流体与试管壁之间的接触面积，从而增加传热效率。

此外，我们还考察了试管的材料对对流传热系数的影响。

我们使用了不同材料的试管进行实验，并比较了它们的对流传热系数。

结果显示，不同材料的试管对对流传热系数有一定的影响。

例如，金属试管的对流传热系数要大于玻璃试管的对流传热系数。

这是因为金属具有较高的热导率，能够更好地传递热量。

结论：通过本实验，我们成功地测定了对流传热系数，并分析了其影响因素。

实验结果表明，流体介质、流体流速和试管材料都会对对流传热系数产生影响。

在实际应用中，我们可以根据这些影响因素来选择合适的流体介质、控制流速和选择合适的材料，以提高传热效率。

对流传热实验实验报告一、实验目的对流传热现象在工业生产和日常生活中广泛存在，深入理解对流传热的原理和规律对于优化传热过程、提高能源利用效率具有重要意义。

本次对流传热实验的主要目的包括：1、测定空气在圆形直管内强制对流传热的表面传热系数，并与经验关联式的计算值进行比较，加深对对流传热基本原理的理解。

2、了解实验设备的结构和工作原理，掌握实验数据的测量和处理方法。

3、观察和分析影响对流传热系数的因素，如流速、温度等。

二、实验原理对流传热是指流体与固体壁面之间的热量传递过程。

在强制对流情况下，流体的流速对传热系数有着显著的影响。

根据牛顿冷却定律，对流传热的热流量＄＼Phi$ 可以表示为：＄＼Phi ＝ hA\Delta T$其中，＄h$ 为表面传热系数，＄A$ 为传热面积，＄＼Delta T$ 为壁面与流体之间的温差。

对于圆形直管内的强制对流传热，表面传热系数可以通过经验关联式计算。

在本次实验中，采用迪图斯贝尔特（DittusBoelter）关联式：＄Nu ＝ 0023Re^｛08}Pr^｛n}＄其中，＄Nu$ 为努塞尔数，＄Re$ 为雷诺数，＄Pr$ 为普朗特数，＄n$ 的取值取决于流体的加热或冷却情况，加热时＄n ＝ 04$，冷却时＄n ＝ 03$。

努塞尔数、雷诺数和普朗特数的定义分别为：＄Nu ＝＼frac{hd}｛k}＄＄Re ＝＼frac{ud\rho}｛＼mu}＄＄Pr ＝＼frac{＼mu C_{p}｝｛k}＄其中，＄d$ 为管道内径，＄k$ 为流体的热导率，＄u$ 为流体流速，＄＼rho$ 为流体密度，＄＼mu$ 为流体动力粘度，＄C_{p}＄为流体定压比热容。

通过测量流体的流速、温度、压力等参数，可以计算出雷诺数、普朗特数和温差，进而求得表面传热系数的实验值。

将实验值与关联式的计算值进行比较，可以验证关联式的准确性，并分析误差产生的原因。

三、实验设备本次实验所使用的对流传热实验装置主要由风机、风道、电加热管、圆形直管、测温热电偶、压差计、流量计等组成，如图 1 所示。

空气蒸汽对流传热系数的测定实验报告实验目的：测定空气中的蒸汽对流传热系数，了解其在热传导过程中的特性和规律。

实验原理：空气中的热传导有两个主要的途径，即对流传热和辐射传热。

在大气压力下，空气中的蒸汽通常以微小的水滴或颗粒的形式存在。

当热量传递给空气蒸汽颗粒时，其会通过对流传热的方式将热量散发到周围的空气中。

对流传热系数(h)是描述对流传热性能的一个重要参数，通过测量传热流量和温度差，可以计算出空气蒸汽对流传热系数。

实验器材：1. 空气蒸汽发生器：用于产生空气中的蒸汽。

2. 传热试样：具有良好的导热性能的金属试样。

3. 温度测量仪器：如温度计或热电偶，用于测量传热试样和周围环境的温度。

4. 流量计：用于测量蒸汽的流量。

5. 电源和电表：用于供电和测量电能消耗。

实验步骤：1. 将空气蒸汽发生器连接到传热试样，并保持一定的温度差。

2. 打开空气蒸汽发生器和流量计，开始生成空气中的蒸汽，并调整蒸汽流量至稳定。

3. 同时开启温度测量仪器，分别测量传热试样的表面温度和周围环境的温度。

4. 根据传热试样表面温度和周围环境温度的差值，计算出传热速率，即传热流量。

5. 根据蒸汽流量和传热流量，计算得到空气蒸汽的对流传热系数。

实验数据记录与处理：1. 记录传热试样表面温度和周围环境温度的数值。

2. 根据所测得的温度差值，计算出传热速率。

3. 根据蒸汽流量和传热速率的比值，计算得到空气蒸汽的对流传热系数。

实验结果与讨论：根据实验测得的数据，计算出空气蒸汽的对流传热系数，并进行实验结果的分析和讨论，比较不同实验条件下的对流传热系数差异，探究影响因素与对流传热系数的关系。

结论：通过本次实验，测定并计算得到了空气蒸汽的对流传热系数，并对影响因素进行了讨论。

实验结果可以为热传导以及相关工程问题的研究和应用提供参考。

固体小球对流传热系数的测定实验报告摘要本实验通过测定固体小球在不同温度下的传热速率，来研究固体小球对流传热系数的特性。

实验采用了温度控制器、固体小球、热电偶和数字温度计等设备，以及水浴和吸头等实验器材。

实验结果表明，固体小球的传热速率随着温度的增加而增加，并且传热速率可以通过线性回归的方法来拟合得到传热系数。

实验得出的固体小球对流传热系数约为7.34±0.87W/(m²·K)，结果与理论值相符合。

关键词：固体小球；对流传热；传热系数；温度控制器；热电偶AbstractKeywords: solid sphere; convective heat transfer; heat transfer coefficient; temperature controller; thermocouple一、实验目的1. 研究固体小球对流传热的特性；2. 测定固体小球对流传热系数；3. 掌握传热系数的测量方法。

二、实验原理固体小球的对流传热过程可以由牛顿冷却定律表示：$$q=hA(T_s-T_{\infty})$$$q$是固体小球传热速率，$h$是传热系数，$A$是底面积，$T_s$是固体小球表面温度，$T_{\infty}$是环境温度。

固体小球对流传热的传热系数$h$是各种气体或液体以及固体表面几何形状和表面性质的函数，通过实验可以测定$h$的值。

传热系数与对流流动状态、物理性质和几何形状等有关，一般情况下它只能通过实验来得到。

本实验采用的是恒温水浴，固体小球表面的传热主要是通过对流传热。

对于孤立的小球，它的表面积不断变化，所以在计算传热系数时需要采用平均值或加权平均值。

通过实验测定固体小球在恒定温度下传热速率随时间的变化规律，并通过牛顿冷却定律计算传热系数。

三、实验装置和器材1. 实验装置：恒温水浴；2. 实验器材：热电偶、固体小球、数字温度计、吸头等。

四、实验步骤1. 预热恒温水浴，设置温度为53℃；2. 用热电偶测量恒温水浴的温度，确定温度是否正确；3. 记录固体小球的质量$M$和直径$d$的数值；4. 将固体小球均匀地放在水平托盘上，并在球的下部放置一根软管，以便将托盘和球固定在吸头上；5. 将吸头放入水浴中，并调整球的位置，使其深入水浴中，但不接触热源；6. 等待小球温度达到恒定状态，记录该时刻$t_0$；7. 以约0.5℃~1℃的间隔，依次改变恒温水浴的温度，记录每次改变后小球和水浴的温度，共测定8组数据；8. 记录每组实验数据时刻$t$、水浴温度$T_{\infty}$、小球表面温度$T_s$以及水浴和小球的质量$m_{\infty}$和$m_s$；9. 每组实验数据记录结束后，取出小球并用纸巾擦拭干净，准备下一组实验；10. 处理实验数据，计算每组实验的传热速率$q$和传热系数$h$；11. 用得到的实验数据绘制$q-T_{\infty}$图，线性回归拟合，得到传热系数$h$的测定值；12. 计算平均值并与理论值进行比较，评估实验结果的可靠性。