1、<p>　　化工實(shí)驗(yàn)傳熱裝置性能的測(cè)試</p><p>　　摘要：對(duì)化工實(shí)驗(yàn)室新購(gòu)傳熱設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和性能測(cè)試，并對(duì)二套實(shí)驗(yàn)裝置的光滑管、強(qiáng)化管測(cè)取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析。</p><p>　　關(guān)鍵詞：光滑管；強(qiáng)化管；傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式；測(cè)試</p><p><b>　　前言 </b></p><p>　

2、　傳熱實(shí)驗(yàn)是化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課通常開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，該實(shí)驗(yàn)的目的是通過(guò)測(cè)取空氣-蒸汽強(qiáng)制對(duì)流的一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用非線性型回歸的分析方法，從測(cè)取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理出傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式，并且確定常數(shù)B,m值。</p><p>　　目前國(guó)內(nèi)包括傳熱實(shí)驗(yàn)裝置在內(nèi)的化工實(shí)驗(yàn)裝置的制作沒(méi)有全國(guó)通用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)施配備大都由制作單位自行確定，實(shí)驗(yàn)裝置的性能亦有很大的區(qū)別，因此這些非標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備在正式使用前進(jìn)行全面的性能測(cè)試非常必要

3、的。</p><p>　　本文測(cè)試的化工實(shí)驗(yàn)室2套傳熱實(shí)驗(yàn)裝置是從天津大學(xué)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心新購(gòu)，均設(shè)置有光滑管與螺旋管換熱器，螺旋管換熱器的結(jié)構(gòu)形式為內(nèi)管插入螺旋線圈的方式，測(cè)試目的是探索2套傳熱實(shí)驗(yàn)裝置最佳的工作條件。</p><p>　　文獻(xiàn)上光滑管作強(qiáng)制對(duì)流傳熱公認(rèn)的關(guān)聯(lián)式為Nu=0.023Re0.8Pr0.4[1]，本文主要測(cè)試加熱電壓、空氣初始流量，空氣出口處熱電阻的位置等因素考

4、察對(duì)光滑管作強(qiáng)制對(duì)流傳熱公認(rèn)的關(guān)聯(lián)式的偏離程度，通過(guò)數(shù)據(jù)整理出的傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式與文獻(xiàn)值作比較得出光滑和強(qiáng)化套管換熱器最佳的工作條件. 強(qiáng)化管即螺旋管換熱器是通過(guò)內(nèi)管插入螺旋線圈來(lái)強(qiáng)化傳熱的，文獻(xiàn)上沒(méi)有統(tǒng)一的傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式，在本實(shí)驗(yàn)中作單純作為測(cè)試傳熱強(qiáng)化手段的強(qiáng)化效果。本文就是為這套實(shí)驗(yàn)設(shè)備較全面的性能測(cè)試，為以后實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供參考。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)裝置與測(cè)試方案：</p><p>

5、;　　需要測(cè)試的傳熱2套傳熱實(shí)驗(yàn)裝置均是以空氣和水蒸汽為介質(zhì)，每套單獨(dú)設(shè)置對(duì)流換熱的簡(jiǎn)單套管換熱器和強(qiáng)化內(nèi)管的套管換熱器。實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1-1，及裝置的有關(guān)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1-1。</p><p>　　圖1-1傳熱試驗(yàn)裝置流程圖</p><p>　　普通套管換熱器；2、內(nèi)插有螺旋線圈的強(qiáng)化套管換熱器；3、蒸汽發(fā)生器；4、旋渦氣泵；5、旁路調(diào)節(jié)閥；6、孔板流量計(jì)；8、9空氣支路控制閥；10、1

6、1、蒸汽支路控制閥；12、13、蒸汽放空口；14、蒸汽上升主管路；15、加水口；16、放水口；17、液位計(jì)；18、冷凝液回流口</p><p>　　表1-1傳熱管參數(shù)； 實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)測(cè)試方案：</b></p><p>　　光滑管強(qiáng)制對(duì)流公認(rèn)的關(guān)聯(lián)式為Nu=0.023Re0.8Pr0.4，關(guān)聯(lián)式中普蘭特常數(shù)

7、Pr變化不大，傳熱管測(cè)量段上空氣的Pr平均值為0.865，可把Pr0.4當(dāng)作定值。因此強(qiáng)制對(duì)流公認(rèn)的關(guān)聯(lián)式簡(jiǎn)化為：Nu=0.0199Re0.8。</p><p>　　對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的加熱電壓、空氣初始流量，空氣出口熱電阻插入深度等因素在可測(cè)取的范圍內(nèi)考查傳熱關(guān)聯(lián)式指數(shù)m、系數(shù)B與強(qiáng)制對(duì)流簡(jiǎn)化關(guān)聯(lián)式的Nu=0.0199Re0.8偏離程度。以下是本實(shí)驗(yàn)測(cè)試換熱性能方案：空氣初始流量光滑管范圍分為4.75Kpa-4.79K

8、pa（空氣最大流量），2.30Kpa- 2.32Kpa，1.12Kpa-1.14Kpa逐步減??；強(qiáng)化管空氣初始流量范圍2.45Kpa-2.49Kpa（空氣最大流量），1.20Kpa-1.27Kpa，0.55Kpa-0.59Kpa逐步減小;加熱電壓分為160V,165V,170V,175V,180V;空氣出口處熱電偶插入深度分別為5厘米，4.5厘米，4厘米，3.5厘米，3厘米，2.5厘米，2厘米，1.5厘米，1厘米。</p>

9、<p>　　空氣出口處熱電阻插入深度為熱電阻端點(diǎn)和出口中心處的位置，如下圖2</p><p>　　圖1-2熱電阻插入深度詳圖</p><p><b>　　二、實(shí)驗(yàn)測(cè)試過(guò)程：</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)裝置是數(shù)字化傳熱實(shí)驗(yàn)裝置，準(zhǔn)備工作完畢按照實(shí)驗(yàn)測(cè)試方案用電腦自動(dòng)收集數(shù)據(jù)，首先在傳熱實(shí)驗(yàn)裝置A空氣初始流量為4.75Kpa-4.

10、79Kpa（空氣最大最大流量），出口處熱電阻插入深度5厘米，按160v ,165v,170v,175v加熱電壓收集10組數(shù)據(jù)，改變空氣初始流量分別記錄對(duì)應(yīng)進(jìn)口溫度，出口溫度，管壁溫度?？諝獬跏剂髁恳恢弊龅搅髁繛?.12Kpa-1.14Kpa為止。</p><p>　　由測(cè)取數(shù)據(jù)和有關(guān)計(jì)算公式計(jì)算出努塞爾準(zhǔn)數(shù)Nu和雷諾數(shù)Re。</p><p>　　(1)空氣流過(guò)測(cè)量段上平均體積（ m3/h）

11、的計(jì)算:</p><p>　　孔板流量計(jì)體積流量：</p><p>　?。?）傳熱管內(nèi)平均體積流量</p><p><b>　　管平均流速</b></p><p><b>　?。?）傳熱準(zhǔn)數(shù)：</b></p><p><b>　　（4）雷諾準(zhǔn)數(shù) ：</b>

12、;</p><p>　　（5）作圖、回歸得到準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式中的系數(shù)。</p><p>　　三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與處理分析：</p><p>　　3.1實(shí)驗(yàn)裝置A-光滑管：</p><p>　　需要測(cè)試的設(shè)備有2套，先對(duì)裝置A-光滑管進(jìn)行測(cè)試。表3-1是空氣初始流量1.12Kpa-1.14Kpa和出口處熱電偶位置為插入深度為5厘米的光滑管實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。<

13、/p><p>　　表3-1裝置A-光滑管在不同加熱電壓下的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B，m值</p><p>　　從表3-1準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的B，m值知道裝置A-光滑管測(cè)試的結(jié)果為：空氣初始流量為1.12Kpa-1.14Kpa和出口處測(cè)電阻位置為5厘米的時(shí)候，加熱電壓在165v到175v之間，實(shí)驗(yàn)得出的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B，m值相差不大。表3-2是空氣初始流量為1.12Kpa-1.14Kpa，準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B 和m值，以下是光

14、滑管的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。</p><p>　　表3-2裝置A-光滑管在不同流量下的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B，m值</p><p>　　根據(jù)表3-1和表3-2數(shù)據(jù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B，m值，裝置A-光滑實(shí)驗(yàn)空氣初始流量不宜太大 ，測(cè)定數(shù)據(jù)時(shí)宜選擇空氣初始流量為1.12Kpa-1.14Kpa，加壓電壓165v到170V。</p><p>　　表3-3是裝置A-光滑管實(shí)驗(yàn)選擇空氣初始流量1.12Kp

15、a-1.14Kpa，空氣出口熱電阻插入深度分別為4厘米，3厘米，2.5厘米，2厘米， 1厘米，0.5厘米0厘米，表3-4是加熱電壓在165-175V簡(jiǎn)化關(guān)聯(lián)式常數(shù)的的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：</p><p>　　表3-3 裝置A-光滑管在不同加熱電壓，不同熱電阻位置的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B，m值</p><p>　　表3-4熱電偶插入深度為0.25厘米不同加熱電壓下的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B，m值</p>&

16、lt;p>　　從表3-3和3-4的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B，m值，看出裝置A-光滑管熱電阻插入深度在2.5厘米，加壓電壓175v，更接近簡(jiǎn)化關(guān)聯(lián)式文獻(xiàn)值0.01994和0.8。</p><p>　　表3-5是裝置A-光滑管在空氣初始流量1.12Kpa-1.14Kpa，加熱電壓175v，空氣出口處熱電阻插入深度0.25厘米，用電腦采集的數(shù)據(jù)及處理結(jié)果。</p><p>　　表3-5裝置A-光滑管測(cè)

17、試適宜工作條件部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)</p><p>　　圖3-1是用excel處理表3-5，回歸裝置A-光滑管測(cè)試適宜工作條件下簡(jiǎn)化關(guān)聯(lián)式常數(shù)關(guān)聯(lián)圖 </p><p>　　圖3-1裝置A-光滑管準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)圖</p><p>　　由圖3-1知從適宜工作條件回歸的裝置A-光滑管強(qiáng)制對(duì)流的簡(jiǎn)化準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式為Nu=0.02730Re0.778，和目前公認(rèn)的光滑管簡(jiǎn)化關(guān)聯(lián)式：Nu=

18、0.01994Re0.8形式還是有一定差別的。</p><p>　　為進(jìn)一步考察Nu=0.02730Re0.778和目前公認(rèn)的光滑管簡(jiǎn)化關(guān)聯(lián)式偏離狀況，可考慮把數(shù)據(jù)Re的冪指數(shù)固定為0.8，重新計(jì)算Nu=BRe0. 8形式的系數(shù)B的變化情況，表3-6是對(duì)表3-5所有Re取0.8次方的的數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的努塞爾Nu值。</p><p>　　表3-6 裝置A-光滑管 Nu-Re0.8數(shù)據(jù)<

19、;/p><p>　　圖3-2是從表3-6數(shù)據(jù)回歸線性LgNu-LgRe0.8關(guān)聯(lián)圖。</p><p>　　圖3-2裝置A-光滑管 LgNu-LgRe0.8準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式 </p><p>　　表3-2是由電子表格得出的LgNu-LgRe0.8關(guān)聯(lián)圖，但由于電子表格的局限，只能固定截距，光滑管公認(rèn)的簡(jiǎn)化式Nu=0.01994Re0.8經(jīng)過(guò)整理的光滑管關(guān)聯(lián)式為L(zhǎng)gNu=

20、LgRe0.8-1.700，由此截距固定為-1.700，由圖3-2得出的裝置A光滑管簡(jiǎn)化關(guān)聯(lián)式為L(zhǎng)gNu=0.994LgRe0.8-1.700和整理的光滑管關(guān)聯(lián)式為L(zhǎng)gNu=LgRe0.8-1.700比較可以知道，吻合度達(dá)到99.4%。</p><p>　　3.2實(shí)驗(yàn)裝置A-強(qiáng)化管</p><p>　　為了比較設(shè)備A-強(qiáng)化管與光滑管的強(qiáng)化效果，設(shè)定了空氣初始流量在2.45Kpa-2.49K

21、pa（空氣最大流量），1.20Kpa-1.27Kpa，0.55Kpa-0.59Kpa逐步減小，熱電阻插入深度為5厘米時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，加熱電壓為175V，表3-7是 裝置A-強(qiáng)化管測(cè)試數(shù)據(jù)及結(jié)果。</p><p>　　表3-7不同空氣初始流量下裝置A-強(qiáng)化管準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B，m值</p><p>　　通過(guò)表3-7不同空氣初始流量下設(shè)備A-強(qiáng)化管準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B，m值與裝置A-光滑管強(qiáng)制對(duì)流的簡(jiǎn)化準(zhǔn)數(shù)關(guān)

22、聯(lián)式為Nu=0.02730Re0.778中B，m值比較，設(shè)備A-強(qiáng)化管空氣初始流量宜0.55Kpa-0.59Kpa。</p><p>　　表3-8是設(shè)備A-強(qiáng)化管空氣初始流量0.55Kpa-0.59Kpa，空氣出口熱電阻插入深度5厘米，4厘米，3.5厘米，3厘米，2.5厘米，2厘米，以下是測(cè)驗(yàn)時(shí)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。</p><p>　　表3-8設(shè)備A-強(qiáng)化管在不同加壓電壓不同熱電偶位置的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式

23、B，m值</p><p>　　由表3-8通過(guò)比較準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B，m值與裝置A-光滑管強(qiáng)制對(duì)流的簡(jiǎn)化準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式為Nu=0.02730Re0.778中B，m值得出加熱電壓在180v，空氣出口處熱電偶插入深度為4.5厘米時(shí)強(qiáng)化效果最好。</p><p>　　因此，實(shí)驗(yàn)測(cè)出設(shè)備A-強(qiáng)化管最佳的工作條件：</p><p>　　空氣初始流量0.55Kpa-0.59Kpa，加熱電壓

24、180v,， 出口處熱電阻插入深度為4.5厘米，表3-9是詳細(xì)數(shù)據(jù)。</p><p>　　表3-9設(shè)備A-強(qiáng)化管測(cè)試適宜工作條件部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)</p><p>　　由表3-9數(shù)據(jù)和電腦程序得出A-強(qiáng)化管傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式LgNu-LgRe直線式，如圖2-3</p><p>　　圖3-3設(shè)備A-強(qiáng)化管準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)圖</p><p>　　由圖3-3得出A-

25、強(qiáng)化管傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式為Nu=0.02591Re0.8393和光滑管的Nu=0.01994Re0.8比較，傳熱得到了強(qiáng)化。</p><p>　　3.3實(shí)驗(yàn)裝置B-光滑管</p><p>　　裝置B的測(cè)試與裝置A的測(cè)試大體相同，差別為空氣初始流量的分為4個(gè)流量范圍，同樣的出口處熱電阻插入深度為5厘米，而加熱電壓165v到180v，裝置B光滑管整理出的數(shù)據(jù)如下：</p><p

26、>　　表3-10 裝置B-光滑管不同初始流量不同的加熱電壓下的B，m值</p><p>　　從表3-10數(shù)據(jù)通過(guò)比較B，m值，裝置B-光滑管在加熱電壓165v到180v之間時(shí)空氣初始流量為0.64Kpa_0.68Kpa時(shí)B，m值更接近文獻(xiàn)值，實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置B-光滑管將選取照空氣初始流量0.64Kpa_0.68Kpa，加熱電壓為165V到180V之間測(cè)定，空氣出口處熱電阻插入深度分別為5厘米， 4.5厘米，4厘米

27、，3厘米處測(cè)定，表3-11是實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)。</p><p>　　表3-11不同加熱電壓、不同熱電阻位置裝置B-光滑管準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B，m值</p><p>　　從表3-11可以看出，空氣出口處熱電阻插入深度5厘米到4.5厘米間的線性準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式接近文獻(xiàn)值，而空氣出口處熱電阻插入深度為4.25厘米測(cè)定，加熱電壓170V ，結(jié)果更為接近。</p><p>　　由此測(cè)出裝置B-光

28、滑管的最佳工作條件：</p><p>　　加熱電壓170v，空氣初始流量0.64Kpa_0.68Kpa，空氣出口處熱電阻為為4.25厘米，下表3-12是詳細(xì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。</p><p>　　表3-12 裝置B-光滑管的測(cè)試適宜工作條件部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) </p><p>　　由表3-12數(shù)據(jù)和電腦程序得出裝置B-光滑管傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式LgNu-LgRe直線式。</p

29、><p>　　圖3-4裝置B-光滑管準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)圖</p><p>　　由表3-4得出裝置B光滑管的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式為Nu=0.0319Re0.752，為了更好的與文獻(xiàn)值進(jìn)行比較，Re的冪指數(shù)指定為0.8重新計(jì)算Nu=BRe0. 8形式的系數(shù)B的變化情況，表3-13是Re取0.8次方的修改后的數(shù)據(jù)。</p><p>　　表3-13裝置B-光滑管 LgNu-LgRe0.8數(shù)據(jù)

30、 </p><p>　　圖3-6是從表3-13數(shù)據(jù)回歸線性LgNu-LgRe0.8關(guān)聯(lián)圖。</p><p>　　圖3-5裝置B-光滑管準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式</p><p>　　表3-5是由電子表格得出的LgNu-LgRe0.8關(guān)聯(lián)圖，但由于電子表格的局限，只能固定截距，光滑管公認(rèn)的簡(jiǎn)化式Nu=0.01994Re0.8經(jīng)過(guò)整理的光滑管關(guān)聯(lián)式為L(zhǎng)gNu=LgRe0.8

31、-1.700，由此截距固定為-1.700，由圖3-2得出的裝置A光滑管煮熟關(guān)聯(lián)式為L(zhǎng)gNu=0.982LgRe0.8-1.700和整理的光滑管關(guān)聯(lián)式為L(zhǎng)gNu=LgRe0.8-1.700比較可以知道，吻合度達(dá)到98.2%。</p><p>　　3.4裝置B-強(qiáng)化管</p><p>　　強(qiáng)化管的空氣初始流量的同樣也設(shè)為4個(gè)范圍：2.55Kpa-2.57Kpa（最大流量），1.17Kpa-1.

32、19Kpa，0.57Kpa-0.59Kpa，0.38Kpa-0.40Kpa，從加熱電壓為175V，空氣出口處熱電阻插入位置為5厘米窗外出的數(shù)據(jù)如下表：</p><p>　　表3-14裝置B-強(qiáng)化管不同空氣初始流量下的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B，m值</p><p>　　由表3-14比較裝置B-強(qiáng)化管不同空氣初始流量下的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B，m值，知道裝置B-強(qiáng)化管在加熱電壓175V左右時(shí)，初始流量宜選擇0.38

33、-0.40Kpa。</p><p>　　表3-15是裝置B-強(qiáng)化管加壓電壓為165v-180V時(shí)，空氣初始流量為0.38-0.40Kpa，空氣出口處熱電阻插入深度為5.0厘米，4.5厘米，4厘米，3厘米，以下是詳細(xì)測(cè)定數(shù)據(jù)：</p><p>　　表3-15不同加熱電壓、不同熱電阻位置 裝置B-強(qiáng)化管準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B，m值</p><p>　　從表3-15通過(guò)與裝置B光滑

34、管的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式為Nu=0.0319Re0.752的B，m值比較不同加熱電壓、不同熱電阻位置 裝置B-強(qiáng)化管準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B，m值可以看出加熱電壓為180V，出口處熱電阻插入深度為5厘米時(shí)，強(qiáng)化效果最好。</p><p>　　因此，實(shí)驗(yàn)測(cè)出裝置B-強(qiáng)化管最佳的工作條件：</p><p>　　加熱電壓180v，空氣初始流量0.38-0.40Kpa，空氣出口處熱電阻位置為5厘米，詳細(xì)數(shù)據(jù)如下<

35、/p><p>　　表3-16裝置B-強(qiáng)化管測(cè)試適宜工作條件部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)</p><p>　　由表3-16數(shù)據(jù)和電腦程序得出光滑管傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式LgNu-LgRe直線式</p><p>　　圖3-6裝置B-強(qiáng)化管準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)圖</p><p>　　由圖3-6知道裝置B-強(qiáng)化管的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式為Nu=0.03011Re0.8183與光滑管準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式Nu=0.

36、01994Re0.8比較，裝置B-強(qiáng)化管的螺旋線圈強(qiáng)化傳熱得到加強(qiáng)。</p><p>　　此外，在整理裝置B-強(qiáng)化管數(shù)據(jù)的時(shí)，把Re的冪指數(shù)固定為0.8，算出裝置B-強(qiáng)化管準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B的值，得到以下的數(shù)據(jù)：</p><p>　　表3-19 空氣初始流量為0.38-0.40KpaNu- Re0.8準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式B、m值</p><p>　　由表3-19可以看出，通過(guò)

37、把Re的冪指數(shù)固定為0.8后，B值在加壓電壓165到170V之間變化不大，熱電阻插入深度5.0厘米到到3厘米間，可以粗略的認(rèn)為加熱電壓，熱電阻位置對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)多大影響。</p><p><b>　　四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論</b></p><p>　　裝置A-光滑管準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式Nu=0.02730Re0.778，整理過(guò)的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式LgNu=0.994LgRe0.8-1.700。

38、在最合適的工作條件：加熱電壓是175v，空氣初始流量1.12Kpa-1.14Kpa，空氣出口處熱電偶插入深度0.25厘米的時(shí)候吻合度達(dá)到99.4%。設(shè)備A-強(qiáng)化管準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式Nu=0.02591Re0.839，最合適的工作條件：空氣初始流量0.55Kpa-0.59Kpa，加熱電壓180v,， 出口處熱電偶插入深度為4.5厘米，強(qiáng)化效果最好。 </p><p>　　設(shè)備B-光滑管準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式Nu=0.03192Re0.

39、752，整理后的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式為L(zhǎng)gNu=0.982LgRe0.8-1.700。在最合適的工作條件：加熱電壓170v，空氣流量0.64Kpa_0.68Kpa，空氣出口處熱電偶為為4.25厘米的時(shí)候吻合度達(dá)到98.2%。設(shè)備B-強(qiáng)化管準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式Nu=0.03192Re0.752，最合適的工作條件：加熱電壓180v，空氣初始流量0.38-0.40Kpa，空氣出口處熱電偶位置為5厘米，強(qiáng)化效果最好。</p><p>　　從

40、設(shè)備A和設(shè)備B數(shù)據(jù)，看出影響傳熱膜系數(shù)的主要因素有加熱電壓，空氣初始流量，空氣出口處熱電偶插入深度等等，除了上述因素還可能的因素包括蒸汽的湍流狀態(tài)、空氣的大氣壓等等。本文粗略地進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理，得出裝置A光滑管最佳工作條件：加壓電壓175V，裝置B光滑管的加熱電壓為170V，強(qiáng)化管裝置A、B的加熱電壓都是180V，出口處熱電阻插入深度隨著裝置A與裝置B不盡相同。而空氣初始流量都是在偏小，數(shù)據(jù)更接近文獻(xiàn)值。此外本文測(cè)量的加壓電壓為165V-

41、185V之間，在此之外的加熱電壓和相應(yīng)的初始流量沒(méi)有測(cè)量，這是本文的一個(gè)缺陷。</p><p>　　電腦程序測(cè)出數(shù)據(jù)表明在空氣初始流量合適的條件下，加熱電壓，熱電阻插入深度對(duì)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的系數(shù)、指數(shù)偏移最大，而用電子表格通過(guò)固定Re的冪指數(shù)為0.8后，所有的測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果應(yīng)該與公認(rèn)的簡(jiǎn)化關(guān)聯(lián)式的誤差在可接受的范圍之內(nèi)。</p><p>　　此外，熱電阻插入深度影響關(guān)聯(lián)式B、m的偏離原因

42、是在于本來(lái)?yè)Q熱管的長(zhǎng)度是固定1.2m的，測(cè)量出口溫度的熱電阻端頭應(yīng)該剛好位于換熱管1.2m處，熱電阻裝到換熱器上，端頭位置或多或少偏離1.2m的位置，這就是把熱電阻的插入深度列入影響關(guān)聯(lián)式B、m偏離程度的一個(gè)因素的原因。</p><p>　　還有，實(shí)驗(yàn)的測(cè)定中螺旋線圈在強(qiáng)化傳熱比光滑管傳熱效果加強(qiáng)了。這是因?yàn)樵诩訜釅毫ο嗤?，同型?hào)風(fēng)機(jī)，空氣流量可視為相同時(shí)，由于螺旋線圈可增強(qiáng)空氣的湍流程度，且有破壞換熱管內(nèi)滯留底

43、層的作用，使管內(nèi)流體提高流動(dòng)速度或產(chǎn)生擾動(dòng)，提高管內(nèi)傳熱膜系數(shù)，故螺旋線圈強(qiáng)化傳熱比光滑管傳熱傳熱效果。</p><p><b>　　五、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 數(shù)字化傳熱實(shí)驗(yàn)裝置說(shuō)明書，天津基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心.</p><p>　　[2][3] 劉國(guó)維，劉禾，張文.螺旋扭帶強(qiáng)化管內(nèi)的流動(dòng)沸騰傳熱.天津：天津大學(xué)學(xué)報(bào)，19

44、97.</p><p>　　[4] 黃功浩等．插入物強(qiáng)化管內(nèi)單相流體傳熱的研究．化工學(xué)報(bào)．1983，34(1) 22~35</p><p>　　[5] 徐文熙，穆文值化工原理(上冊(cè))．北京：中國(guó)石化出版社，1994：153</p><p>　　[6] 崔恩選．化學(xué)工藝學(xué)(第2版)北京：高等教育出版社，l990：42</p><p>　　[7]

45、葉麗娟等.對(duì)流傳熱系數(shù)專屬關(guān)聯(lián)式的探討. 郴州師范高等專科學(xué)校學(xué)報(bào).2000：68-70</p><p>　　[8] 周光輝，張定才．R134a在水平強(qiáng)化管外凝結(jié)傳熱的實(shí)驗(yàn)研究EJJ．制冷學(xué)報(bào)，2006，27(6)：25—28</p><p>　　[9] 廖強(qiáng)，辛明道．水平冷凝強(qiáng)化傳熱管的傳熱性能[J]．重慶大學(xué)學(xué)報(bào)，1996，19(1)：68—73．</p><p&g