传热实验实验报告-传热实验报告
传热实验
一、实验目的
1、了解换热器的结结构及用途。
2、学习换热器的操作方法。
3、了解传热系数的测定方法。
4、测定所给换热器的传热系数K。
5、学习应用传热学的概念和原理去分析和强化传热过程，并实验之。
二、实验原理
根据传热方程 Q=KA△ tm，只要测得传热速率 Q，冷热流体进出口温度和传
热面积 A，即可算出传热系数 K。在该实验中，利用加热空气和自来水通过列管
式换热器来测定 K, 只要测出空气的进出口温度、自来水进出口温度以及水和空
气的流量即可。Q 与自来水在工作过程中，如不考虑热量损失，则加热空气释放出的热量
1Q 得到的热量 Q 应相等，但实际上因热损失的存在，此两热量不等，实验中以
22为准。
三、实验流程和设备
实验装置由列管换热器、风机、空气电加热器、管路、转子流量计、温度计
等组成。空气走管程，水走壳程。列管式换热器的传热面积由管径、管数和管长
进行计算。
实验流程图：
空气进口水进口温度计
温度计列管式
转子流
换热器
转子流量计量计
风机温度计温度计
空气电
调节阀
加热器
传热系数K 测定实验流程图
四、实验步骤及操作要领
1、熟悉设备流程，掌握各阀门、转子流量计和温度计的作用。
2、实验开始时，先开水路，再开气路，最后再开加热器。
3、控制所需的气体和水的流量。
4、待系统稳定后，记录水的流量、进出口温度，记录空气的流量和进出
口温度，记录设备的有关参数。重复一次。
5、保持空气的流量不变，改变自来水的流量，重复第四步。
6、保持第 4 步水的流量，改变空气的流量，重复第四步。
7、实验结束后，关闭加热器、风机和自来水阀门。
五、实验数据记录和整理
1、设备参数和有关常数
换热流型错流；换热面积 0.4 ㎡
2、实验数据记录
序号风机出口空气流量空气进口温空气出口温度℃水流量水进口温度℃水出口温度℃2
度℃L/h
压强 mHO 读数 m3/h
1 1.61611029.28018.921.9
2 1.61611029.48018.921.9
1 1.61611029.96018.922.4
2 1.61611029.96018.922.3
1 1.61611031.92019.024.8
2 1.61611032.02019.024.9
1 1.61111029.62019.123.0
2 1.61111029.62019.023.0
1 1.6611027.82019.021.3
2 1.6611027.82019.021.3
3、数据处理
空气流量水流量水的算术水的比热
传热速对数平均换热面传热系数K 的平均
序号平均温容 J/
m3/s kg/s率 J/s温度△ t m积 m2K W/m2K值 W/m2K
度℃（ kg·℃）
10.00440.022220.404183278.86736.24790.419.2333
19.1717
20.00440.022220.404183278.86736.48160.419.1101
10.00440.016720.654183244.00836.91770.416.5238 20.00440.016720.604183237.03736.94560.416.2817
16.0396
10.00440.005621.904185134.85038.29910.48.8024 20.00440.005621.954185137.17538.37400.48.8696
8.9367
10.00310.005621.05418490.65336.17820.4 6.2644 20.00310.005621.00418492.97836.29360.46.3345
6.4046
10.00170.005620.15418353.44934.58110.4 3.8641 20.00170.005620.15418353.44934.58110.43.8641
3.8641
六、实验结果及讨论
1、求出换热器在不同操作条件下的传热系数。
计算数据如上表，以第一次记录数据序号 1 为例计算说明：
空气流量： V气
16
0.0044m/ s
3600
801031000
0.0222kg / s
水流量： W水3600
水的算数平均温度：T t1t 218.921.9度
220.4
2
查表得，此温度下水的比热容： C p4183J /( kg K )
传热速率 Q W C p(t2t1 )0.02224183 (21.918.9) 278.867 J / s
对数平均温度 t m逆(T气进T水出 ) (T气出 T水进 )(110 21.9) （29.218.9）
36.2479
ln T气进T水出ln 11021.9 T气出T水进29.218.9
P t2t121.918.9
0.0329 T1t111018.9
R T1T211029.2
26.9333 t2t121.918.9
查图得校正系数t 1.0
t m t t m
逆 1.0 36.2479 36.2479
传热系数 K Q
t m 278.86719.2333W /( m2K )
S0.436.2479
K的平均值： K19.233319.110119.1717W /(m 2K )
2
2、对比不同操作条件下的传热系数，分析数值，你可得出什么结论？
答：比较一、二、三组可知当空气流量不变，水的流量改变时，传热系数变化不
大，比较四、五组可知空气流量改变而水的流量不改变时，传热系数有很大变化，且空气流量越大，传热系数越大，传热效果越好；综上可知，K 值总是接近热阻大的流体侧的α值，实验中，提高空气侧的α值以提高 K 值。。
3、转子流量计在使用时应注意什么问题？应如何校正读数？
答：转子流量计不能用于流量过大的流体测量，使用时流量计必须安装在
垂直走向的管段上，流体介质自下而上地通过转子流量计。
读数时应读转子的最大截面与玻璃管刻线相交处的数值，可以读初始值和
最终值，取两者之差来校正读数。
4、针对该系统，如何强化传热过程才能更有效，为什么？
答：该系统传热效果主要取决于热流体，所以可以通过增加空气流量，提高其所
占比例来强化传热效果；减小水的流量；内管加入填充物或采用螺纹管，加热面在上，制冷面在下。因为由实验可知提高热阻大的流体的传热系数可以更有效的强
化传热过程。
5、逆流换热和并流换热有什么区别？你能用实验装置加以验证吗？
答: ①逆流换热时热流体是冷热流体流动方向相反；而并流传热时，其冷热流体流
动方向相同；②在相同操作条件下，逆流换热器比并流换热器所需传热面积小。可
以改变冷热流体进出口方向，测得在相同传热效果下，逆并流所需传热面积大小，从而加以验证。
6、传热过程中，哪些工程因素可以调动？
答：①增大传热面积S；②提高传热系数α；③提高平均温差t m；④换热过程
的流型（并流，逆流，错流）。
7、该实验的稳定性受哪些因素的影响？
答：①冷凝水流通不畅，不能及时排走；②空气成分不稳定，导致被冷凝效果不
稳定；③冷热流体流量不稳定；④传热器管表面的相对粗糙度。
8、你能否对此实验装置作些改进，使之能够用于空气一侧对流传热系数的
测定？
答：让空气走壳程，水走管程，根据流体在管外的强制对流公式，可提出空气一
侧的对流传热系数α值。