換熱器綜合實(shí)驗(yàn)臺實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

換熱器性能測試試驗(yàn)，主要對應(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)行其性能的測試。其中，對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方式的性能測試，而列管式換熱器只能作一種流動方式的性能測試。
實(shí)驗(yàn)裝置如圖1：

圖1實(shí)驗(yàn)裝置簡圖
 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)換開關(guān) 7.電壓表  8.電流表  9.開關(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)容主要為測定換熱器的總傳熱系數(shù)，對數(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?br /> 1 熟悉換熱器性能的測試方法；
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 加深對順流和逆流兩種流動方式換熱器換熱能力差別的認(rèn)識；
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)，可以通過琴鍵開關(guān)來切換測點(diǎn)。
實(shí)驗(yàn)臺參數(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           0.65 m²
（3）列管式換熱器             1.05 m²
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：
型號：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或關(guān)；
（4） 向冷-熱水箱充水，禁止水泵無水運(yùn)行（熱水泵啟動，加熱才能供電）。
2、實(shí)驗(yàn)操作：
（1） 接通電源；啟動熱水泵（為了提高熱水溫升速度，可先不啟動冷水泵），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） 將加熱器開關(guān)分別打開（熱水泵開關(guān)與加熱開關(guān)已進(jìn)行連鎖，熱水泵啟動，加熱才能供電）；
（4） 利用數(shù)顯溫度計(jì)和溫度測點(diǎn)選擇琴鍵開關(guān)按鈕，觀測和檢查換熱器冷-熱流體的進(jìn)出口溫度。待冷-熱流體的溫度基本穩(wěn)定后，既可測讀出相應(yīng)測溫點(diǎn)的溫度數(shù)值，同時(shí)測讀轉(zhuǎn)子流量計(jì)冷-熱流體的流量讀數(shù)；把這些測試結(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)的測試數(shù)據(jù)。
（6） 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，首先關(guān)閉電加熱器開關(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=C_p1·m₁{T₁-T₂}              [W]
冷流體吸熱量：Q₂=C_p2·m₂{t₁-t₂}               [W]
平均換熱量：                     [W]
熱平衡誤差：
對數(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：C_p1，C_p2 ——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80℃；
2 實(shí)驗(yàn)臺使用前應(yīng)加接地線，以保安全。