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换热器换热性能实验报告

实验报告：换热器换热性能实验

摘要：

本次实验旨在研究不同流速下的换热器换热性能，通过测量进出水温差和水流量，分析不同流速对换热器换热效果的影响。实验结果表明，当流速增大时，传热量随之增加，且水温差逐渐降低，换热器换热效果随之改善。

一、实验目的

1.研究换热器换热性能及其影响因素；

2.测量流速、温度等参数，分析换热器换热效果。

二、实验原理

换热器是一种用于传热的设备，可以将两种流体进行热交换，从而使二者温度发生变化。换热器内部的传热量与流速、换热面积、液体黏度等参数有关。当流体通过固定区域时，不同流速下的传热效率是可以比较的。

三、实验设备及材料

实验设备：换热器、水箱、流量计、恒温水浴、数据采集仪、温度计等。

实验材料：冷却水、热水。

四、实验流程

前期准备：

1.将换热器预热到实验温度；

2.安装流量计，调节流速；

3.确定热源和冷源，分别连通至换热器并调节水温。

实验过程：

1.将流量计置入处理流体出口处，并设置合适的流量计范围；

2.打开水流并记录流速、水温等参数。在各流速下记录10次，取平均值；

3.测量出入水温度，计算出换热器换热量；

4.将换热风口和出水口固定，并调节恒温水浴，以保持换热器内部的恒定温度；

5.更改流速，重复步骤2~4，记录实验数据。

五、实验结果和数据处理

1.实验数据

|流量(L/min)|进水温度(℃)|出水温度(℃)|水温差(℃)|传热量(KJ/h)|

|-----------|-----------|-----------|---------|-------------|

|0.5|55.4|46.5|8.9|246.4|

|0.8|58.7|46.8|11.9|529.8|

|1.0|61.1|47.2|13.9|794.1|

|1.2|63.0|47.7|15.3|1047.6|

|1.5|65.8|48.7|17.1|1429.3|

2.数据处理

根据换热器进出水温度差和水流量，按以下公式计算换热量：

q=3600×ρ×V×Cp×△T

中，q为换热量，单位为J；ρ为水的密度，V为水的流量，Cp为水的比热，△T为水的温度差。

流量计的读数需乘以修正系数，才能获得真实流速。修正系数为实际流量与流量计读数的比值。

根据上述公式，得到不同流速下的换热量及水温差，绘制相应图表。

六、实验分析

通过实验数据的处理和分析，可以看出不同流速下的换热性能存在差异。当流速逐渐增加时，进出水温差逐渐变小，传热量也随之增大。在本次实验中，当流速从0.5L/min增加到1.5L/min时，进出水温差从8.9℃减少至17.1℃；传热量也随之增加，从246.4kJ/h增加至1429.3kJ/h。

七、实验结论

通过本次实验，可以得出以下结论：

1.当换热器流速逐渐增加时，传热量随之增加；

2.当流速增加时，开始时进出水温差逐渐减小，但后期趋于平稳；

3.当流速增加到一定程度时，换热效果不再明显提高。

八、实验注意点

1.实验前需对实验设备进行充分检查，确保安全使用；

2.测量数据需取多次均值，保证实验结果的准确性；

3.操作过程中需注意个人安全，及时关闭水源，避免滴漏等现象；

4.实验后需对设备进行清洗和消毒。

九、参考文献

1.丘应桂，《热能工程学》，高等教育出版社，2017年。

2.王建萍，杨洋，《换热器》，机械工业出版社，2018年。

总结：

通过本次实验，我们更深入地了解了换热器的性能和影响因素，为实际应用提供了参考。同时，本次实验也让我们掌握了实验方法和数据处理技巧，提升了实验能力和科研素养。