传热学课程实验.doc

传热学实验 1 顺流式换热器传热系数测定 [实验目的] 1. 熟悉换热器性能的测试方法； 2. 了解套管式换热器、螺旋板式换热器和列管式换热器的结构特点及其性能特征； 3. 加深对顺流和逆流两种流动方式换热器换热能力差别的认识。 [实验原理] 换热器性能测试实验，主要对应用较广的间壁式换热器中的三种型式：套管式换热器、螺旋板式换热器和列管式换热器进行性能的测试。 实验装置如图1： 图1实验装置简图 1.热水流量调节阀 2. 热水螺旋板、套管、列管启闭阀门组 3.热水流量计 4.换热器进口压力表 5.数显温度计 6.琴键转换开关 7.电压表 8.电流表 9.开关组 10.冷水出口压力计 11. 冷水螺旋板、套管、列管启闭阀门组 12.逆顺流转换阀门组 13.冷水流量调节阀 本实验装置换热形式为热水—冷水换热式，工作原理如图2所示。热水加热采用电加热方式，冷、热流体的进出口温度采用数显温度计，通过琴键开关来切换测点。 实验台参数： 1.换热器换热面积{F}： ⑴.套管式换热器具 0.45 m2 ⑵.螺旋板式换热器 0.65 m2 ⑶.列管式换热器 1.05 m2 2.电加热器总功率： 9.0 kw 3.冷、热水泵： ⑴.允许工作温度： 80 ℃ ⑵.额定流量： 3 m3/h ⑶.扬程： 12 m ⑷.电机电压： 220 V ⑸.电机功率： 370 W 4.转子流量计： ⑴.型号： LZB-15 ⑵.流量： 40-400升/小时 ⑶.允许温度范围： 0―120 ℃ 图2 换热器综合实验台原理图 1.冷水泵 2.冷水箱 3.冷水转子流量计 4.冷水顺逆流换向阀门组 5.列管式换热器 6.电加热水箱 7.热水转子流量计 8.回水箱 9. 热水泵 10. 螺旋板式换热器 11. 套管式换热器 [实验操作] 1.实验前准备： 熟悉实验装置及使用仪表的工作原理和性能； 打开所要实验的换热器阀门，关闭其它阀门； 按顺流方式调整冷水换向阀门的开或关； 向冷－热水箱充水，禁止水泵无水运行（热水泵启动，加热才能供电）。 2.实验操作： ⑴. 接通电源；启动热水泵（为了提高热水温升速度，可先不启动冷水泵），并调整好合适的流量； ⑵.调整温控仪，使加热水温控制在80℃以下的某一指定温度； ⑶.分别打开加热器开关（热水泵开关与加热开关已进行连锁）； ⑷.利用数显温度计和温度测点选择琴键按钮，观测和检查换热器冷-热流体的进出口温度。待冷-热流体的温度基本稳定后，既可测读出相应测温点的温度数值，同时测读转子流量计显示的冷-热流体的流量读数；记录上述测试结果； ⑸.实验结束后，首先关闭电加热器开关，5分钟后切断全部电源。 [实验数据与处理] 1. 实验数据记录表 环境温度t0 ℃ 换热器 热 流 体 冷 流 体 进口温度T1（℃） 出口温度T2（℃） 流量计读数V1（l/h） 进口温度t1（℃） 出口温度t2(℃) 流量计读数V2（l/h） 套管式 列管式 螺旋板式 2. 数据计算 热流体放热量：Q1=Cp1·m1{T1-T2} [W] 冷流体吸热量：Q2=Cp2·m2{t1-t2} [W] 平均换热量： [W] 热平衡误差： 对数传热温差：Δ1={ΔT2-ΔT1 }/In·ΔT2/ΔT1={ΔT1-ΔT2}/In·ΔT1/ΔT2 [℃] 传热系数： K=Q/F·Δ1 [W/{m2·℃}] 式中： Cp1，Cp2 ——热，冷流体的定压比热 [J/Kg·℃] m1，m2——热，冷流体的质量流量热 [Kg/s] T1，T2——热流体的进出口温度 [℃] t1，t2