01 对流传热系数的测定 - 图文(4)

4．准数方程式的作图和拟合处理

普通管y = 0.012x0.852R2 = 0.998lg(Nu）y = 0.019x0.8R2 = 1205000lg(Re)50000

Figure 3对数坐标下的普通管准数曲线拟合

装订线

lg（Nu） 强化管y = 0.022x0.803R2 = 0.996y = 0.019x0.8R2 = 1205000lg（Re）50000

Figure 4对数坐标下的强化管准数曲线拟合

注：在以上两图中，R2 = 1的曲线为经验公式曲线，R2 <1的曲线为实验曲线。

六、实验结果与分析

1、误差计算

根据拟合直线得出的Nu和Re关系为： 普通管： Nu=0.0124Re

0.8524

强化管： Nu=0.0226Re0。8036

根据定性温度时候的Pr值为0.696，代入经验公式Nu=0.023RePr，得到Nu=0.0199Re普通管误差:ΔB=（0.0199-0.0124）/ 0.0199*100%=37.7% Δn=（0.8524-0.8）/0.8*100%=6.55%

强化管误差:ΔB=（0.0199-0.0226）/0.0199*100%=13.6% Δn=（0.8036-0.8）/0.8*100%=0.45%

取实验测得的各个Re代入方程，可以得到经验公式对应的经验值和实验值的对比如下表，以及误

0.8

0.4

0。8

装订线差：

表格8普通管误差表

管道名称 雷诺数 努赛尔数 普通管 普通管 普通管 普通管 普通管 普通管 2.4727E+04 1.9489E+04 1.5243E+04 1.2112E+04 9.3670E+03 7.1086E+03 6.7841E+01 5.6466E+01 4.6155E+01 3.8080E+01 3.0244E+01 2.3454E+01 努赛尔数（经验法） 6.5060E+01 5.3779E+01 4.4181E+01 3.6759E+01 2.9927E+01 2.4000E+01 相对误差

表格9强化管误差表

4.28% 5.00% 4.47% 3.59% 1.06% 2.27% 管道名称 雷诺数 努赛尔数 努赛尔数（经验法） 相对误差

强化管 1.7535E+04 5.7404E+01 4.9420E+01 16.16% 强化管 1.3020E+04 4.6393E+01 3.8946E+01 19.12% 强化管 1.0127E+04 3.8101E+01 3.1855E+01 19.61% 2、误差分析

1) 实验结果经过人为多步的复杂计算，中间有着四舍五入，有一定的累计误差。 2) 仪器本身存在系统误差。

3) 实验时我们可能有些操之过急，操作状态未达到稳定就测量引入的误差

4) 在计算(t?t)时用到了Tw1和Tw2，这两个温度实际上是不易测得准确值的，故实验测得的

Wm数据存在较大误差；

5) 在计算(tW?t)m和?tm时都用到T1,T2。实验获得的数据并非蒸汽管进出口处温度，而是管中

间段管外蒸汽温度T，存在误差；

6) 管内的冷凝水沿着管壁回流，只有部分从阀门排出，这导致了冷凝水也加入传热中； 7) 忽略的污垢热阻以及一部分的近视计算导致误差；

8) 加强管实验误差较大，可能是由于系统未达到稳定就开始测量导致；

装订线七、思考题

1 实验中冷流体和蒸汽的流向对传热效果有何影响？ 答：无影响。

本实验中采用的加热方式为“冷凝不冷却”，即虽然不停地有水蒸气冷凝为水，但是蒸汽的温度一直是保持不变的，所以蒸汽的进出口温度不变，逆流流动和并流流动的平均温度差不变，由Q=?AΔtm可知，?、A均不变，因此传热效果也不变。

2 在计算冷流体质量流量时用到的密度值是否与求雷诺数时的密度值相同？它们分别代表什么位置的密度？应该在什么条件下计算？

答：不相同。

1) 计算质量流量时所用的密度是空气在孔板处（冷流体进口温度下）的密度 2) 计算雷诺数的密度则是定性温度（冷流体进出口温度的平均值）下的密度。

3 实验过程中，冷凝水不及时排走会产生什么影响？如何及时排走冷凝水？如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对?关联式会有何影响？

答：

1) 冷凝水不及时排走会增加热阻，导致水蒸气的冷凝传热系数下降，导致实验数据测量不准确；

并且会扰动管内的气体，使得传热不均匀，传热状况将受到不良影响。 2) 实验中保持冷凝水阀打开可以及时地排走冷凝水。

3) 蒸汽的压强不同，则其温度T不同，会导致平均温差Δtm不同，?=K=Q/AΔtm则不同。

八、讨论、心得

通过本次实验，使得我对对流传热有了更加直观的了解。通过对各个准数的计算，加深了我们对各个准数直接的关系的印象，以下是我认为的本次实验中的几点注意事项：

1. 检查蒸汽加热釜中的水位是否在正常范围内。特别是每个实验结束后，进行下一实验之前，如果发现水位过低，应及时补给水量。

装订线2 实验中不凝性气体阀门和冷凝水阀门要一直开启，防止积水，影响实验效果。 3 实验时管路要和仪表柜上显示开关及计算机显示一致，否则实验失败。 4 调节流量后，应至少稳定15分钟后读取实验数据。

5 实验中保持上升蒸汽量的稳定，不应改变加热电压，且保证蒸汽放空口一直有蒸汽放出。

6 本次实验的实际操作并不是十分复杂，但是我们却需要处理繁多的数据，因此在实验数据处理的

时候，一定要细致认真，不要出现不应当的人为错误。