换热器综合实验
换热器性能测试试验,主要对应用较广的间壁式换热器中的三种换热:套管式换热器、板式换热器和列管式换热器进行其性能的测试。其中,对套管式换热器和、板式换热器可以进行顺流和逆流两种流动方式的性能测试,而列管式换热器只能作一种流动方式的性能测试。
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.冷水流量计 4.换热器进口压力表 5.数显温度计(计算机采集使用万能信号输入8路电巡检仪) 6.电压表 7.电流表 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 14.通讯接口。
换热器性能试验的内容主要为测定换热器的总传热系数,对数传热温差和热平衡误差等,并就不同换热器,不同两种流动方式,不同工况的传热情况和性能进行比较和分析。
一、实验目的
1.熟悉换热器性能的测试
方法
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;
2.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的差别;
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;
二、实验装置
本实验装置的顺逆流过程是利用冷水侧阀门换向来实现的,如工作原理图2所示。换热形式为热水—冷水换热式。
图2 换热器综合实验台原理图
1.冷水泵 2.冷水箱 3.冷水浮子流量计 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.热水浮子流量计 8.回水箱 9. 热水泵 10. 板式换热器 11. 套管式换热器
本实验台的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,计算机采集采用巡检仪。
实验台参数:
1、换热器换热面积{F}:
(1)套管式换热器具 0.45m2
(2)板式换热器 0.11 m2
(3)列管式换热器 1.05 m2
2、电加热器总功率: 9.0KW。
3、冷、热水泵:
允许工作温度:〈80℃;
额定流量:3m3/h;
扬程:12m;
电机电压:220V;
电机功率:370W。
4、转子流量计型号:
型号:LZB-15 ;
流量:40-400升/小时;
允许温度范围:0-120℃。
计算机采集流量采用文丘里流量计,变送器用差压传感器,巡检仪采集信号。
三、实验操作
1、实验前准备:
(1) 熟悉实验装置及使用仪表的工作原理和性能;
(2) 打开所要实验的换热器阀门,关闭其它阀门;
(3) 按顺流(或逆流)方式调整冷水换向阀门的开或关;
(4) 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:
(1) 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),并尽可能地调小热水流量到合适的程度;
(2) 将加热器开关分别打开(热水泵开关与加热开关已进行连锁,热水泵启动,加热才能供电);
(3) 计算机采集利用巡检仪观测温度。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冷-热流体的流量读数;把这些测试结果
记录
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实验数据记录表中;
(4) 如需要改变流动方向(顺-逆流)的试验,或需要绘制换热器传热性能曲线而要求改变工况[如改变冷水(热水)流速(或流量)]进行试验,或需要重复进行试验时,都要重新安排试验,试验方法与上述实验基本相同,并记录下这些试验的测试数据。
(5) 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。
四、实验数据处理
1、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——冷流体的进出口温度 [℃]
ΔT1= T1-t2 [℃]
ΔT2= T2-t1 [℃]
F——换热器的换热面积 [m2]
[注]热、冷流体的质量流量m1,m2是根据修正后的流量计体积流量读数V1 、 V2再换算成的质量流量值。