液-液热交换总传热系数和膜系数-模板

湖州师范学院化工原理实验报告

液-液热交换总传热系数和膜系数的测定

一、实验内容：

1、测定液液热交换过程的总传热系数

2、测定流体在水平管内作强制湍流时的对流传热膜系数 3、根据实验数据统计估计传热膜系数准数关联式中的参数 二、实验基数 1．实验设备参数 （1） 内管（铜管）

外径 do?0.012m 内径 di?0.008m 内管横载面积 S??4 内管测试长度l?1m

（2） 外管（玻璃管）

di2?0.00005027m2

外径 Do?0.02m 内径 Di?0.016m （3）环隙横截面A?'?4(Di2?do2)?0.00008792m2

（4）内管内壁横截面Aw?di?l?0.02513m2 （5）内管外壁横截面Aw?do?l?0.03770m2

'Aw?Aw?0.03142m2 （6）平均热交换面积A?2'2、实验操作参数 冷水流量V?450L/h 冷水温度20℃ 三、实验数据

'班级：20130923 日期：2015年12月9日周三 1

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1.实验测得数据可参考如下表格进行记录：

实验序号 热水流量 测试截面Ⅰ 温 度 测试截面Ⅱ V V w ?102kg/s 3.84 3.29 2.75 2.19 1.65 1.10 0.55 T1 Tw1 t1 Tw2 Tw2 t2 L/h ?105m3/s 1 2 3 4 5 6 7 140 120 100 80 60 40 20 3.89 3.33 2.78 2.22 1.67 1.11 0.56 （mV）℃ （mV）℃ （mV）℃ （mV）℃ （mV）℃ （mV）℃ （2.11） 51.7 （2.12） 52.0 （2.12） 52.0 （2.12） 52.0 （2.12） 52.0 （2.10） 51.5 （2.06） 50.6 （2.03） 49.9 （2.04） 50,1 （2.05） 50.3 （2.04） 50,1 （2.03） 49.9 （2.01） 49.4 （1.98） 48.7 （1.13） 29.0 （1.18） 29.6 （1.17） 29.4 （1.18） 29.6 （1.16） 29.1 （1.12） 29.0 （1.05） 28.9 （2.01） 49.4 （2.00） 49.2 （1.98） 48.7 （1.96） 48.2 （1.90） 46.8 （1.83） 45.2 （1.68） 41.6 （1.48） 36.9 （1.46） 36.4 （1.43） 35.7 （1.40） 34.9 （1.32） 33 （1.20） 30.1 （1.07） 26.9 （0.59） 15.0 （0.61） 15.5 （0.62） 15.8 （0.62） 15.8 （0.63） 16.0 （0.64） 16.3 （0.65） 16.5 班级：20130923 日期：2015年12月9日周三 2

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2．实验数据整理 （1）管内热水平均温度 Tm?T1?T254.8?45.2?50℃以,例如，序号1的Tm1?22此类推，求出各序号的平均温度，以平均温度查相应的，?(W/m℃）。 Cp(j/kg℃）列表 实验序号 管内热水平均温度℃ 管内热水的密度1 50.6 987.8 2 50.6 987.8 3 50.4 987.9 4 50.1 988.0 5 ?(kg/m3)，?(PaS)，

6 48.4 7 46.1 49.4 988.3 989．3 989．8 ?(kg/m3) 管内热水的粘度5．35 5．35 5．46 5．49 5．55 5．65 5．87 ?(10?4PaS) 管内热水的比热容4．184 4．184 4．184 4．183 4．183 4．183 4．182 Cp(103j/kg℃） 管内热水的导热系数?(W/m℃） 0．649 0．649 0．648 0．648 0．647 0．646 0．643 （2）根据各序号的流量求出各内管管内流速，根据对应的u，?，?，d求出管内

雷诺数Re，普朗特准数，Pr?cp???，例如u?Vs SVS6.67?10?5u1???1.33m/s，

S0.00005027Re1?diu1?1?1cp1??1?0.008?1.33?988.1?1.909?104， ?45.49?10Pr1?列表

?14.183?103?5.49?10?4??3.55

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实验序号 管内流速（m/s） 管内Re?10 管内Pr 41 0.77 3.45 2 0.66 3.45 3 0.55 3.53 4 0.44 3.54 5 0.33 3.59 6 0.22 3.66 7 0.11 3.82 1.137 0.975 0.796 0.633 0.470 0.308 0.148 （3）①根据各序号的质量流量，管内进出口温度，cp求出各内管传热速率Q，

Q?wcp(T1?T2)，②求出各序号冷热水平均温度差?Tm，热水与壁面间的平均温度差

'?Tm，

当?T1?T1?t1 ?T2?T2?t2

当

?T1?T??T2?2时,?Tm?1 ?5??T?T2ln1?T2 ?T1?T??T2?2时,?Tm?1 ?6??T22当?T1?T1?TW1 ?T2?T2?TW2

当?T1?T??T2'?2时,?Tm?1 ?7??T?T2ln1?T2 ?T1?T??T2'?2时,?Tm?1 ?8??T22?T1?54.8?25?29.8 ?T2?45.2?17.8?27.4

?Tm?29.8?27.4?28.6

2热水与壁温间，

''?T1?T1?Tw1?54.8?37.9?16.9 ?T2?T2?Tw2?45.2?32.7?12.5

?Tm?'16.9?12.5?14.7

2Q1?qmCp(T1?T2)?6.59?10?2?4.183?103?(54.8?45.2)?2647Wmscp?T1?T2?Q2647K1? ?? ?2946

A?TmA?Tm0.03142?28.6班级：20130923 日期：2015年12月9日周三

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