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传热实验归纳(二)
三、实验流程图
1-风机,2-孔板流量计,3-空气流量调节阀,4-空气入口测温点,5-空气出口测温点,6-水蒸气入口壁温,7-水蒸气出口壁温,8-不凝性气体放空阀,9-冷凝水回流管,10-蒸汽发生器,11-补水漏斗,12-补水阀,13-排水阀。
1、设备说明
本实验空气走内管,蒸汽走管隙(玻璃管)。内管为黄铜管,其内径为,有效长度为。空气进、出口温度和管壁温度分别由铂电阻(Pt100)和热电偶测得。测量空气进、出口的铂电阻应置于进、出管得中心。测量管壁温度用一支铂电阻和一支热电偶分别固定在管外壁两端。孔板流量计的压差由压差传感器测得。
本实验使用的蒸汽发生器由不锈钢材料制成,装有玻璃液位计,加热功率为。风机采用XGB型漩涡气泵,最大压力,最大流量100m3/h。
2 、采集系统说明
(1)压力传感器
本实验装置采用ASCOM5320型压力传感器,其测量范围为0~20kPa。
(2)显示仪表
在实验中所有温度和压差等参数均可由人工智能仪表读取,并实验数据的在线采集与控制,测量点分别为:孔板压降、进出口温度和两个壁温。
3、流程说明
本实验装置流程图如下所示,冷空气由风机输送,经孔板流量计计量以后,进入换热器内管(铜管),并与套管环隙中的水蒸气换热。空气被加热后,排入大气。空气的流量由空气流量调节阀调节。蒸汽由蒸汽发生器上升进入套管环隙,与内管中冷空气换热后冷凝,再由回流管返回蒸汽发生器。放气阀门用于排放不凝性气体,在铜管之前设有一定长度的稳定段,用于消除端效应。铜管两端用塑料管与管路相连,用于消除热效应。
四、实验操作
1、检查蒸汽发生器中的水位,使其保持在水罐高度的1/3~2/3。
2、按下总电源开关,关闭蒸汽发生器补水阀,启动风机,接通蒸汽发生器的发热电源,保持放气阀打开,调整好热电偶位置。
3、用计算机控制风机频率为50Hz,待仪表数值稳定后,记录数据;再每降低3Hz取一实验点,同样等仪表数值稳定后,记录数据,重复实验,12~13次。
4、将静态混合器插入管中,并将其固定,再次调整好热电偶温度计,将风机频率调回50Hz,待仪表数值稳定后,记录数据;每降低3Hz取一实验点,同样等仪表数值稳定后,记录数据,重复实验,12~13次。
5、实验结束后,先停蒸汽发生器电源,再停风机,清理现场,给蒸汽发生器灌水。
五、实验数据处理
1、测定空气普通对流传热膜系数(l=,d=)
表一:空气普通膜系数测定实验数据
六、实验结果做图及分析
根据表一、表二中的数据分别做出普通和强化后的Nu/与Re双对数关系曲线如下:
结果分析:
1.由excel软件线性拟合的直线见上图,读取直线斜率并在直线上任取一点得:
(1)正常条件下空气普通对流传热:A=,m=,Nu=**
(2)强化条件下空气强化对流传热: A=,m=,Nu=* *
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