Q＝wecpc（t2－t1）=Vρ1cpc（t2－t1）根据热传递速率
Q＝KsΔtm所以KsΔtm=Vρ1cpc（t2－t1） （4）（5） （3）
式中：Q——换热器的热负荷（即传热速率），kJ／s；we——冷流体的质量流量，kg／s；V——冷流体（空气）的体积流量，m3/s；ρ1一冷流体（空气）的密度，kg／m3；K——换热器总传热系数，w/（m2·℃）；
cpc一一冷流体（空气）的平均比定压热容，kJ/（kg·K）；s——传热面积，m2；
Δtm——蒸汽与空气的对数平均温度差，℃。 空气的流量及两种流体的温度等可以通过各种测量仪表测得。综合上面各式即可算出传 5
篇二：化工实验报告-传热系数的测定 太原师范学院 实验报告
experimentationReportofTaiyuanteacherscollege 系部：化学系年级：大四课程：化工实验姓名：学号：日期：20XX/10/15
项目:气体强制对流传热系数的测定
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一、实验目的： 1.熟悉传热设备；
2.了解传热原理和强化传热途径，分析热交换过程的影响因素；3.测定热流体空气与冷流体水在并流和逆流条件下的总传热系数K；4.测定努赛尔数nu和雷诺数Re之间的关系，确定他们的关联式。 二、实验原理：
传热过程按其方式可分为热导传热、对流传热和辐射传热三种。在工业生产上的传热过程中，按冷流体和热流体的接触方式可分为直接接触式、间壁式和蓄热式三种。本实验采用的单套管式换热器为间壁式传热，其热流体为热空气，冷流体为水，热空气与水在套管内进行传热，传热方程为：q=K*A*△tm式中：q为传热速率（w）； K为总传热系数（w*m-2*k-1）
A为热空气—水间的传热面积（套管换热器的内管平均面积A=π*dm*L，dm为内管
内外径的平均值，L为套管换热器套管的长度）； △tm为热空气与冷却水间的平均温度差
【△tm=（△t1+△t2）/(ln△t1-ln△t2)，℃或K】，△t1和△t2分别为换热器两端的温度差。
在稳定传热过程中，热流体热空气通过换热器壁面将热量传给冷流体水，捂热量损失，两流体也未发生相变化，冷
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流体吸收热量与热流体放出热量相等，因此，传热速率Φ衡算式为：Φ=wgcp(T1-T2)
式中：wg为空气的质量流量（Kg*s-1） cp为空气的比热容（KJ*Kg*K-1）
T1，T2分别为热流体俄进口和出口温度（℃或K）根据传热关系，传热系数是由以下几个分热阻的倒数组成，即 式中：a1、a2分别为热空气和冷却水的给热系数（w*m-2*k-1）
d1、d2分别为内管的内径和外径（m）,δ为内管的壁厚（m）;λ为内管的导热系数（w*m-2*k-1）。
因冷却水的给热系数a2较大，d1/(a2*d2)值较小；λ值较大，δd1/λdm值也较小，故d1/(a2*d2)和δd1/λdm可略去。于是，可认为空气在圆管内作强制对流的给热系数a1近似为热空气与冷却水之间的总传热系数，即K=a1。 当热空气在圆形直管中作强制湍流流流动时，传热系数（给热系数）的关联式可写为：nu=A*Rem*prn 式中：nu为努赛尔数，表达式为nu=a*d/λ； Re为雷诺数，表达式为Re=duρ/μpr为普兰特数，表达式为pr=cp*μ/λA为系数；
m、n为雷诺数的指数和普兰特数的指数。
空气的努赛尔数受给热系数a的影响，雷诺数又受空气
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在管内流速的影响，在很高温度和压力下，普兰特数变化很小，可近似认为它是一个常数，因此，可改写为：nu=b*Rem式取对数后为Lgnu=Lgb+m*LgRe
当空气流速改变后，它们原有的热平衡关系被打破，数值也随之发生变化，nu亦随Re的改变而改变。通过实验可测出不同条件下的空气的给热系数a与流速u，就能计算出nu
和Re。以nu为纵坐标，Re为横坐标，在双对数坐标上作出它们的关系图，关系图的斜率为
截距为Lgb，将求得的b，m值代入式中，即得出给热准数关联式。
三、实验步骤：
1．熟悉实验装置及流程，检查设备，做好操作前的准备工作。
2．全开冷却水阀门，降水通入换热气中；打开鼓风机，打开空气控制阀门，将空气通入实验装置的电加热器中。 3．接通加热器电源，将电压调至，并始终保持电压稳定，当空气被加热后，在套管换热器上的进口温度测量点上显示温度为100-120℃左右（在稳定状态下，3min内热空气温度变化不超过1℃）时，开始在流量计上读取数值。热流体空气和冷流体冷却水的进、出口温度直接从装置上的各测量点读取。
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