玻璃热管换热器实验

玻璃热管换热器实验 一、实验目的 1. 观察透明换热器装置的构成。 2. 熟悉玻璃热管换热器的操作，掌握传热媒体传热系数的测定和计算方法。 3. 了解影响传热系数的因素和提高传热系数的途径。 二、实验原理 在玻璃热管换热器中，假设换热过程中热管的温度 Tw 不变，冷流体质量流 量为 G (kg/s)，比热容为 cp (J/(kg·oC))，经过换热器，温度从 t1 上升到 t2。 由牛顿冷却定律，对流传热速率方程可以表示为： dQ = αdA(Tw − t) 式中： dQ — 对流传热速率，W； α — 对流传热系数，W/(m2·oC) dA — 微元面积，m2； t — 微元 dA 处的冷流体主体温度，oC。 求解上述方程，对流传热系数α可表示为 p W 1 W 2 ln Gc T t A T t α −= − 因此，只要知道了热管温度 Tw，冷流体的进、出口温度 t1、t2，就可以求出 对流传热系数 ɑ。 三、实验方法及步骤 实验流程如下图所示。 1. 向水箱和圆底烧瓶中加入适量的水（圆底烧瓶中最好用蒸馏水，以免清 洗困难）。 2. 检查冷水套进出口管路是否连接好，各测温探头是否已经到位。 3. 开启电控柜上面的总电源开关，红色指示灯亮起，温度仪表显示实时环 境温度。 4. 开启电控柜上加热开关及加热套加热开关，对圆底烧瓶进行加热。至一 定水温后（圆底烧瓶不宜长时加热，加热温度不宜过高），可以开启冷水 循环泵，调节到合适流量，观察各温度变化并记录。 5. 改变加热温度或冷水流量，重复实验。 四、数据处理 数据记录表： 序号 冷水流量 (L/h) 温度温度 (oC) 进水温度 (oC) 出水温度 (oC) 传热面积 (m2) 对流传热系数 (W/(m2·oC)) 1 2 3 4 五、思考题 1. 试推导对流传热系数α的表达式 p W 1 W 2 ln Gc T t A T t α −= − 2. 不同冷水流量和不同加热温度对对流传热系数有何影响？思考其原因。 3. 提高对流传热系数 ɑ的途径有哪些？