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实验六 换热器换热性能实验 一、实验目的 1．测试换热器的换热能力； 2．了解传热驱动力的概念以及它对传热速率的影响。 二、实验装置 过程设备与控制多功能实验台 三、基本原理 换热器工作时，冷、热流体分别处在换热管的两侧，热流体把热量通过管壁传给冷流体，形成热交换。当若换热器没有保温，存在热损失，则热流体放出的热量大于冷流体获得的热量。 热流体放出的热量为： （3-1） 式中 ： ——单位时间内热流体放出的热量， kW； ——热流体的质量流率，kg/s； ——热流体的定压比热，kJ/kg·K，在实验温度范围内可视为常数； 、——热流体的进出口温度，K或oC。 冷流体获得的热量为： （3-2） 式中 ：——单位时间内冷流体获得的热量，kJ/s=kW； ——冷流体的质量流率，kg/s； ——冷流体的定压比热，kJ/kg·K，在实验温度范围内可视为常数； 、——冷流体的进出口温度，K或oC。 损失的热量为： (3-3) 冷热流体间的温差是传热的驱动力，对于逆流传热，平均温差为 （3-4） 式中： 、。 本实验着重考察传热速率Q和传热驱动力之间的关系。 四、实验步骤 实验前，首先设定初始炉温，待炉温达到设定值后，开始以下步骤。 1．打开热流体管程入口阀1、热流体管程出口阀2，出口流量调节阀6、冷流体壳程入口阀7、冷流体壳程出口阀8，其他阀门关闭，使热流体走管程、冷流体走壳程； 2．打开灌泵，保证离心泵中充满水，开排气阀放净空气； 3．关自来水阀门，启动泵。调节压力调节旋钮（11-7），调整转速使压力保持在0.4Mpa。 4．调节热流体管程进口阀1，同时观察实验画面，使热流体流量保持0.3L/s不变； 5．调节出口流量调节阀6，使冷流体流量保持1.0L/s不变； 6．清空数据库； 7．关闭热水泵，开循环泵，待炉内水温均匀后，关循环泵开热水泵。 8.??????? 待冷流体的进出口温度、及热流体的出口温度稳定后记录数据。 9.??????? 改变炉内的设定温度，重复步骤7。 五、数据记录和整理 保持热流体流量及冷流体流量不变，改变热流体的进口温度，测量冷流体的进出口温度、及热流体的出口温度，根据公式（3-1）和（3-2）分别计算热流体放出的热量和冷流体获得的热量，并由式（3-3）计算损失的热量，根据公式（3-4）计算平均温差，将测量和计算出的结果填入数据表3-1中。 表3-1 实验测量和计算结果 序号 （oC） （oC） （oC） （oC） （kW） （kW） （oC） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 六、要求 1．写出实验报告。 2．以平均温差为横坐标，热流体放出的热量和热损失分别为纵坐标作图，对所得曲线进行分析。 3．回答思考题。 思考题 1．热量是如何损失的？怎样才能减少热量损失？ 2．在工程上，很多换热器都采用逆流工艺流程，为什么？ 3．通过实验二和实验三，说明提高换热器中流体平均温差的优、缺点。