工程热力学论文 - 图文

大连理工大学

换热器性能实验；

CO2的临界状态观测P-V-T关系；

学 院（系）：化工与环境生命学部 专 业：过程装备与控制工程 学 生 姓 名：彭庆魁 学 号：201445 0 8 7 完成日期：2016. 05.30

摘要

一、 换热器为冷热流体进行热量交换的设备。 二、 本实验主要包括四个目的： （1） 探究换热器的换热性能。 （2） 测定换热器流体传热系数。 （3） 测定换热器管程壳程压力降。

（4） 根据数据分析CO2的P-V-T关系，并绘制P-V关系图。 三、 方法原理：

（1） 换热器工作时，冷、热流体分别处于换热管管壁两侧，热流体

把热量通过管壁传给冷流体，形成热量交换。通过计算热流体放出的能量与冷流体获得的能量，可以计算出损失的能量。 （2） 可以用公式表示出换热器的传热速率Q，因而可计算出在实验

条件下的总传热系数k。

（3） 流体流经换热器时会出现压力损失，通过测量管程流体的进口

压力与出口压力，可得到流体流经换热器管程的总压力损失，同理也可以得到流体流经换热器壳程的总压力损失。 四、 关键词：

热交换；传热速率；传热驱动力；总传热系数；总压力损失

正文

实验一：换热器性能实验 （1）换热器温差传热探究

① 实验原理：

换热器工作时，冷、热流体分别处在换热管管壁的两侧，热流体把热量通过管壁传给冷流体，形成热交换。若换热器没有保温存在热量损失时，则热流体放出的热量大于冷流体获得的热量。

热流体放出的热量为：Qt=mtcpt（T1-T2） 冷流体获得的热量为：Qs=mscps（t2-t1） 损失的热量为： ΔQ=Qt-Qs 冷、热流体间的温差是传热的驱动力，对于逆流传热，平均

温差为：Δtm=（tr1+tL2）/2-(tr2+tL1)/2 [℃] 本实验着重考察传热速率Q和传热驱动力之间的关系。

② 实验内容：

在换热器冷流体温度、流量和热流体流量恒定的工况下，依次改变热流体的温度，分别测量各工况下换热器的管程和壳程进、出口温度及管、壳程的流量，计算热流体放出的热量和冷流体获得的热量以及热量的损失。

③ 实验装置及流程：

(2)流体传热系数测定实验：

①实验原理：

换热器的传热速率Q可以表示为：Q=KAΔtm 对于逆流传热，平均温差为：Δtm=（tr1+tL2）/2-(tr2+tL1)/2 [℃] 式中：Δt1=T1-t2 Δt2=T2-t1 由上式得K= K＝QL/(fL·△t) 可由热流体放出的热量或冷流体获得的热量进行计算，

即：

Qt=mtcpt（T1-T2）