测试段长：L= mm (2)套管基本参数： 外径：d’= mm； 壁厚：δ’= mm； (3)流体流通的横截面积 内管横截面积：S= mm 环隙横截面积：S’= mm (4)热交换面积：
内管内壁表面积：AW= 内管外壁表面积：AW’= 平均热交换面积：A= 2、实验数据记录 序 号 冷水 流量 ms’ kg·s-1 热水 流量 ms kg·s-1 温度 测试截面Ⅰ T1 TW1 T1’ ℃ ℃ ℃ 测试截面Ⅱ T2 TW2 T2’ ℃ ℃ ℃ 备注 3、实验数据整理
(1)总传热系数 序 号 管内流速 u m·s-1 液体间 温度差 ΔT1 ΔT2 ΔTm K K K 传热速率 总传热系数 Q W K W·m-2·K-1 备 注 - 18 -
(2)传热膜系数 序 号 管内流速 流体与壁面温差 u T1-TW1 T2-TW2 ΔT’m m·s-1 K K K 传热速率 传热膜系数 Q a W·m-2·K-1 W·m-2·K-1 备 注 (3)传热膜系数的关联式
雷努赛管内流体流体流体流体导热管内传热膜系诺尔准系数 流速 数 准序平均温度 密度 黏度 数 数 号 (T1+T2)/2 ρ μ λ u a Re Nu K kg·m-3 Pa·s W·m-1·K-1 m·s-1 W·m-1·K-1 — — 普兰特准数 Pr — 然后，按如下方法和步骤估计参数： 水平管内传热膜系数的准数关联式：
Nu?aRemPrn
在实验测定温度范围内，Pr数值变化不大，可取其平均值并将Prn视为定值与a项合并。
Nu?ARem
上式两边取对数：
lgNu?mlgRe?lgA
因此， 可将Nu和Re实验数据，直接在双对数坐标纸上进行标绘，由实验曲线的斜率和截距估计参数A和m，或者用最小二乘法进行线性回归，估计参数
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A和m。
取Pr为定值，且n=0.3，由A计算得到a值，列出： A= m= a= 七、思考题
1、要提高实验数据的准确度，在实验操作中要注意哪些问题，为什么？ 2、对于同一个换热器，若冷、热流体的流量均不变，将逆流操作改为并流操作，总传热系数K是否会发生变化，为什么？
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实验五、填料塔液侧传质膜系数的测定
实验学时：3 实验类型：验证 实验要求：必修 一、实验目的
了解填料吸收塔的结构和流程；了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响；掌握吸收总传质系数的测定方法。 二、实验内容
1、测定组分吸收率和气相平均推动力。
2、采用水吸收二氧化碳，空气解吸水中二氧化碳，测定填料塔的液侧传质膜系数和总传质系数。 三、实验原理、方法和手段
根据双膜模型的基本假设，气相侧和液相侧的吸收质A的传质速率方程可分别表达为
气膜 GA?kgA(pA?pAi) （1） 液膜 GA?klA(CAi?CA) （2） 式中：
GA—A组分的传质速率，kmoI?s?1； A —两相接触面积，m2；
PA—气侧A组分的平均分压，Pa； PAi—相界面上A组分的平均分压，Pa；
CA—液侧A 组分的平均浓度，kmol?m?3 CAi —相界面上A组分的浓度kmol?m?3
?2?1?1 kg —以分压表达推动力的气侧传质膜系数，kmol?m?s?Pa;
kl —以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，m?s。
?1 - 21 -
双膜模型的浓度分布图 填料塔的物料衡算图
以气相分压或以液相浓度表示传质过程推动力的相际传质速率方程又可分别表达为
GA?KGA(pA?p?A) （3）
?GA?KLA(CA?CA) （4）
式中：
p?A—液相中A组分的实际浓度所要求的气相平衡分压，Pa；
??3CA —气相中A组分的实际分压所要求的液相平衡浓度，kmol?m；
KG—以气相分压表示推动力的总传质系数或简称为气相传质总系数，
kmol?m?2?s?1?Pa?1；
?1KL —以气相分压表示推动力的总传质系数，或简称为液相传质总系数，m?s。
若气液相平衡关系遵循享利定律：CA?HpA，则
111??KGkgHKl （5）
1H1??KLkgkl （6）
当气膜阻力远大于液膜阻力时，则相际传质过程式受气膜传质速率控制，此
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