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換熱器綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

換熱器性能測(cè)試試驗(yàn)，主要對(duì)應(yīng)用較廣的間壁式換熱器中的三種換熱：套管式換熱器螺旋板式換熱器和列管式換熱器進(jìn)行其性能的測(cè)試。其中，對(duì)套管式換熱器和螺旋板式換熱器可以進(jìn)行順流和逆流兩種流動(dòng)方式的性能測(cè)試，而列管式換熱器只能作一種流動(dòng)方式的性能測(cè)試。
實(shí)驗(yàn)裝置如圖1：
圖1實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖
1.熱水流量調(diào)節(jié)閥  2. 熱水螺旋板、套管、列管啟閉閥門組  3.冷水流量計(jì) 4.換熱器進(jìn)口壓力表  5.數(shù)顯溫度計(jì)  6.琴鍵轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 7.電壓表  8.電流表  9.開(kāi)關(guān)組  10.冷水出口壓力計(jì)  11. 冷水螺旋板、套管、列管啟閉閥門組  12.逆順流轉(zhuǎn)換閥門組 13.冷水流量調(diào)節(jié)閥
換熱器性能試驗(yàn)的內(nèi)容主要為測(cè)定換熱器的總傳熱系數(shù)，對(duì)數(shù)傳熱溫差和熱平衡誤差等，并就不同換熱器，不同兩種流動(dòng)方式，不同工況的傳熱情況和性能進(jìn)行比較和分析。
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>
1.熟悉換熱器性能的測(cè)試方法；
2.了解套管式換熱器，螺旋板式換熱器和列管式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其性能的差別；
3.加深對(duì)順流和逆流兩種流動(dòng)方式換熱器換熱能力差別的認(rèn)識(shí)；
二、實(shí)驗(yàn)裝置：
本實(shí)驗(yàn)裝置采用冷水可用閥門換向進(jìn)行順逆流實(shí)驗(yàn)；如工作原理圖2所示。換熱形式為熱水—冷水換熱式。

圖2  換熱器綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)原理圖
1.冷水泵  2.冷水箱 3.冷水浮子流量計(jì) 4.冷水順逆流換向閥門組 5.列管式換熱器 6.電加熱水箱 7.熱水浮子流量計(jì) 8.回水箱  9. 熱水泵 10. 螺旋板式換熱器 11. 套管式換熱器
本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的熱水加熱采用電加熱方式，冷—熱流體的進(jìn)出口溫度采用數(shù)顯溫度計(jì)，可以通過(guò)琴鍵開(kāi)關(guān)來(lái)切換測(cè)點(diǎn)。
實(shí)驗(yàn)臺(tái)參數(shù)：
1.換熱器換熱面積{F}：
1)套管式換熱器具    0.45m2
2)螺旋板式換熱器    0.65m2
3)列管式換熱器     1.05m2
2.電加熱器總功率：9.0KW。
3.冷、熱水泵：
允許工作溫度：〈80℃；
額定流量：3m3/h；
揚(yáng)程：12m；
電機(jī)電壓：220V；
電機(jī)功率：370W。
4.轉(zhuǎn)子流量計(jì)型號(hào)：
型號(hào)：LZB-15 ；
流量：40-400升/小時(shí)；
允許溫度范圍：0-120℃。
三、實(shí)驗(yàn)操作：
1.實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備：
1)熟悉實(shí)驗(yàn)裝置及使用儀表的工作原理和性能；
2)打開(kāi)所要實(shí)驗(yàn)的換熱器閥門，關(guān)閉其它閥門；
3)按順流（或逆流）方式調(diào)整冷水換向閥門的開(kāi)或關(guān)；
4)向冷-熱水箱充水，禁止水泵無(wú)水運(yùn)行（熱水泵啟動(dòng)，加熱才能供電）。
2、實(shí)驗(yàn)操作：
1)接通電源；啟動(dòng)熱水泵（為了提高熱水溫升速度，可先不啟動(dòng)冷水泵），并調(diào)整好合適的流量；
2)調(diào)整溫控儀，使其能使加熱水溫控制在80℃以下的某一指定溫度；
3)將加熱器開(kāi)關(guān)分別打開(kāi)（熱水泵開(kāi)關(guān)與加熱開(kāi)關(guān)已進(jìn)行連鎖，熱水泵啟動(dòng)，加熱才能供電）；
4)利用數(shù)顯溫度計(jì)和溫度測(cè)點(diǎn)選擇琴鍵開(kāi)關(guān)按鈕，觀測(cè)和檢查換熱器冷-熱流體的進(jìn)出口溫度。待冷-熱流體的溫度基本穩(wěn)定后，既可測(cè)讀出相應(yīng)測(cè)溫點(diǎn)的溫度數(shù)值，同時(shí)測(cè)讀轉(zhuǎn)子流量計(jì)冷-熱流體的流量讀數(shù)；把這些測(cè)試結(jié)果記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中；
5)如需要改變流動(dòng)方向（順-逆流）的試驗(yàn)，或需要繪制換熱器傳熱性能曲線而要求改變工況[如改變冷水（熱水）流速（或流量）]進(jìn)行試驗(yàn)，或需要重復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，都要重新安排試驗(yàn)，試驗(yàn)方法與上述實(shí)驗(yàn)基本相同，并記錄下這些試驗(yàn)的測(cè)試數(shù)據(jù)。
6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，首先關(guān)閉電加熱器開(kāi)關(guān)，5分鐘后切斷全部電源。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表       換熱器名稱：         環(huán)境溫度t0       ℃
順 逆 流 熱 流 體 冷 流 體
進(jìn)口溫度T1（℃） 出口溫度T2（℃） 流量計(jì)讀數(shù)V1（l/h） 進(jìn)口溫度t1（℃） 出口溫度t2(℃) 流量計(jì)讀數(shù)V2（l/h）
順 流            
           
           
           
逆  流            
           
           
           
四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：
1.數(shù)據(jù)計(jì)算
熱流體放熱量：Q1=Cp1·m1{T1-T2}     [W]
冷流體吸熱量：Q2=Cp2·m2{t1-t2}     [W]
平均換熱量：       [W]
熱平衡誤差：
對(duì)數(shù)傳熱溫差：Δ1={ΔT2-ΔT1 }/In·ΔT2/ΔT1={ΔT1-ΔT2}/In·ΔT1/ΔT2    [℃]
傳熱系數(shù)：K=Q/F·Δ1                          [W/{m2·℃}]
式中：Cp1，Cp2 ——熱，冷流體的定壓比熱  [J/Kg·℃]
m1，m2——熱，冷流體的質(zhì)量流量熱      [Kg/s]
T1，T2——熱流體的進(jìn)出口溫度        [℃]
t1，t2——冷流體的進(jìn)出口溫度          [℃]
ΔT1= T1-t2    [℃]
ΔT2= T2-t1    [℃]
F——換熱器的換熱面積           [m2]
[注]熱、冷流體的質(zhì)量流量m1，m2是根據(jù)修正后的流量計(jì)體積流量讀數(shù)V1  V2再換算成的質(zhì)量流量值。
2.繪制傳性能曲線，并作比較：
1)以傳熱系數(shù)為縱座標(biāo)，冷水（熱水）流速（或流量）為橫座標(biāo)繪制傳熱性能曲線；
2)對(duì)三種不同型式的性能進(jìn)行比較。
[注意事項(xiàng)]
1.熱流體在熱水箱中加熱溫度不得超過(guò)80℃；
2.實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用前應(yīng)加接地線，以保安全。
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