几乎所有的化工生产过程均伴有传热操作，空气对流传热系数的测定实验是化工原理实验教学中必不可少的实验。通过实验学生可以掌握对流传热系数准数关系式中的系数C 和指数P，n 的测定方法，提高对准数的理解，分析影响的因素，了解工程上强化传热的措施。我校在更换新传热装置前使用的传热实验装置耗能大，测量结果与理论教学提供的经验值相差非常大，综合性及教学效果较差。采用北京化工大学新开发的空气对流传热综合性实验装置后，教学效果很好，从以下几个方面的对比加以说明。
1 新旧装置的对比
更换新传热装置之前使用的传热实验装置流程如图1 所示。实验装置为套管式换热器，管外通入水蒸气，管内通入空气，水蒸气由电加热锅炉提供，蒸气冷凝后产生的冷却水直接排出。温度采用温度计和热电偶测定，由电位差计配合热电偶测温。新传热装置采用了北京化工大学开发的传热实验装置如图2所示。锅炉也采用电加热，新旧装置都采用空气与水蒸气进行换热。与旧装置相比，新装置体积比旧装置小很多，旧装置的锅炉体积为0．112 m3，新装置锅炉的体积仅为0．005m3。新装置锅炉体积小占地面积小，加热时间短，蒸气产生速度快，能耗低，实验过程中产生的冷凝水回到锅炉循环使用。旧装置因锅炉大，加热时间太长，耗能过大，冷凝水也没有实现循环使用。使用新装置后，旧装置并没有全部拆掉，实验过程中，讲解时新旧装置做对比，可以加强学生对设备的节能，原料的循环利用等工程观念加深认识。新实验装置空气流量采用变频仪调节，空气进出口温度、管壁温度、蒸汽温度、孔板压降均可由计算机在线采集，实验速度快，实验结果与理论教学提供的经验式非常吻和，实验数据图线如图3 所示。旧实验装置采用电位差计测温，热电偶一端需保持0 ℃，每次实验都要准备冰块，实验过程中有时冰块还会融化，电位差计测量温度也相对繁琐，实验很麻烦。
旧传热实验装置实验耗时较长，实验结果误差非常大，综合
性也很差，每套装置只能测内管为光滑管或螺纹管一种情况，需
两套实验装置才能对比内管壁面情况不同时传热效果有何不
同。新实验装置只要在内管中插入混合器就可以对传热效果进
行对比，新装置的使用激发了学生对实验的兴趣，提高了学生分
析问题解决问题的能力。
图1空气对流传热系数测定实验装置图
1． 风机; 2． 孔板流量计; 3． 空气进口阀; 4． 旁路阀; 5． 蒸汽套管;
6． 内管; 7． 温度计; 8． 温度计; 9． 蒸汽压强表; 10． 蒸汽入口阀; 11． 视镜;
12． 空气旁路; 13． 放空阀; 14． 安全阀; 15． 单管压差计; 16． 孔板前表压计;
17． 压差计; 18． 转换开关; 19． 电位差计; 20． 水瓶; 21． 疏水器;
22． 冷凝水排管; 23． 温度计; 24． 温度计; ①、②、③、④热电偶。
图2 套管式换热器实验流程图
1． 蒸汽发生器; 2． 蒸汽管; 3． 补水口; 4． 补水阀; 5． 排水阀;
6． 套管换热器; 7． 放气阀; 8． 冷凝水回流管; 9． 空气流量调节阀;
10． 压力传感器; 11． 孔板流量计; 12． 空气管; 13． 风机
图3 实验数据结果图线
2 采用新装置是时代发展的需要
进入21 世纪以来，我国的生产装备进入了一个高速发展的时期，大量的智能化、信息化的生产装备正以惊人的速度淘汰以往落后的生产线。同时，国家在十二五规划中明确提出要改变经济增长方式和产业结构，大量新型的设备得以快速普及，这就使得社会对能快速熟悉智能化、信息化生产设备人才的大量需求。做为一个以培养新型、高技术、适应社会发展需要的人才的工科学校，我校在这方面也感到压力和责任的重大。为了应对21 世纪化工设备智能化、信息化的发展需要，淘汰落后的实验装置，加大对实验室的投入，采用智能化综合化的实验装置是必然的发展趋势，目前北京化工大学和天津大学已经开发出一系列化工原理综合性、智能化、自动化的化工原理实验装置，已经在一些高校开始推广和使用。
3 综合性实验装置有利于教与学
化工原理实验具有较强的工程性，通过实验环节提高学生的工程观念很重要，采用综合性的实验装置，对学生加深对化工过程的认识，理解实验原理，提高实验效率，激发对化工原理实验的兴趣有非常重要的意义，由于装置的数字化和信息化，能使参数的测定快速准确。对指导教师来说，指导实验也变得轻松，教学效果也得到了提高。
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