实验一 换热器性能实验
1、 水-水换热器性能实验
一、实验目的
通过本实验加深学生对水－水换热器的认识，了解对该类型的换热器的测试方法。
二、实验的主要内容
本实验通过测量数据：1）冷、热流体的体积流量；2）冷、热流体的进、出口温度；3）冷、热流体的进出口压力降。计算传热系数，分析水-水换热器的传热性能。
三、实验设备和工具
冷水机组，冷却塔，水-水换热器，涡轮流量计，水泵，冷媒泵，恒温器，温度传感器，压力传感器。
四、实验原理
右图表示通过平壁的传热方式，平壁左侧的高温流体经平壁把热量传递给平壁右侧的低温流体。
一般来说，传热过程中传递的热量正比于冷、热流体的温差及传热面积，它们之间的关系可用传热方程式表示：
Q K F t =??? W
式中 Q ——单位时间通过平壁的传热量，W ；
F ——传热面积，2
m ；
t ?——冷、热流体间的温差，℃；
K ——传热系数，2(W m ?℃)
当F=12
m ,t ?=1℃时，Q=K, 表明传热系数在数值上等于温差为1℃，面积为12
m 时的传热率。传热系数是热交换设备的一个重要指标，传热系数愈大，传热过程愈激烈。
本实验原理图如图所示：
五、实验方法和步骤
1、实验方法
在实验开始前，应检查设备、管线及测量仪表的可靠性。
开始运行后，应及时排净设备内的气体，使设备在完全充满实验流体的条件下运行并调节至试验工况（或指定工况），即需要调节换热器两侧流体的进口温度稳定在设定值附近，这两个参数允许的偏差范围按如下规定：
实验中，冷侧流体进口温度通过恒温器2电加热器控制，热侧流体进口温度通过恒温器1电加热器控制。
在每个测定工况（或指定工况）下，均应稳定运行30min 后，方可测定数据。 在每个测定工况（或指定工况）下，热平衡的相对误差均不得大于5%。 热侧流体换热量为：
111113
1()Q Cp G t t ρ=???- 式中，1Q ——换热器热侧换热量（kW ）；
1Cp ——热侧流体的比热容 （()kJ kg K ?）
； 1G ——由涡轮流量计1测得的热侧流体体积流量（3m s ）； 1ρ——热侧流体密度（3/kg m ）； 13T ——热侧流体进口温度（℃）； 14T ——热侧流体出口温度（℃）
。 其中计算某一温度t 时冷却水比热容1Cp 和密度1ρ公式如下:
2
1 4.206
0.00130591
0.00001378982
C p t t =-- 2311000.830.083883760.0037279550.000003664106t t t ρ=--+
冷侧流体换热量为：
222212
1()Q Cp G t t ρ=???- 式中，2Q ——换热器冷侧换热量（kW ）；
2Cp ——冷侧流体的比热容 （()kJ kg K ?）
； 2G ——由涡轮流量计2测得的冷侧流体体积流量（3m s ）； 2ρ——冷侧流体密度（3/kg m ）； 11T ——冷侧流体进口温度（℃）； 12T ——冷侧流体出口温度（℃）
。 其中计算某一温度t 时载冷剂（质量浓度为35%的乙二醇溶液）比热容2Cp 和密度2ρ公式
如下:
2 4.0917
60.00106375C p t
=+ 221001.440.194910.00243
t t ρ=--
取两者平均值作为换热器的换热量Q ：
12
2
Q Q Q +=
传热温差采用对数传热温差：
1411131214111312
()()
ln
t t t t t t t t t ---?=
--
则该换热器的换热系数为： Q
K t F
=
?? 式中，F 为换热器的换热面积。本试验台中换热器换热面积为0.42
m 。
2 实验步骤
1． 仔细阅读本实验指导书，对本实验的方法和原理做到充分了解。 2．熟悉本实验系统流程，开闭相应阀门（各阀门编号见系统总图），使实验装置处于水-水换热器实验运行流程。本实验需要冷水机组提供冷水，故仍需使用制冷系统。阀门具体操作如下：
a) 制冷剂环路：打开阀门C ，以使用热力膨胀阀（阀门E ），确保阀门D 处于关
闭状态。阀门A 、G 均已调至合适状态，无需再调。
b) 冷却水环路：打开阀门2、7、11、10、14、12、1 、3 、6； c) 载冷剂环路：打开阀门16、18。 其余阀门（红色标签的）应都处于关闭状态。
3．确保双元件铂电阻T1放在换热器冷侧进口T11（取代铂电阻T11），以控制冷侧流体进口温度。
4． 接通多功能试验台电源，将控制台上选择开关切换至“换热器”档。首先，打开冷却塔水泵电源，使冷却水环路运行。其次，对控制台进行开关操作，依次启动冷媒泵、被测压缩机、恒温器（１）、恒温器（２）。检查压缩机是否正常运转，若压缩机并未启动，按下装置现场压缩机旁电器柜的复位按钮。
注: 试验台上绿色按钮表示启动状态。被测压缩机只有在冷媒泵启动后才能开启。
5．在系统设置界面设置实验设定参数；
6．通过阀门2调节热侧流体流量，改变热侧流体进出口温差（最好大于5℃）；通过阀门16调节冷侧流体流量，改变冷侧流体进出口温差（最好大于5℃）；
7．切换到换热器实验控制量过程线界面，观察换热器冷、热侧流体进口温度变化曲线； 8．待系统稳定运行在设定工况附近后，开始记录实验数据；
9．实验数据记录完毕后，选择打印控制量过程线，查看工况稳定程度，并打印报表。
六、实验报告主要内容及要求
1.记录实验数据；
2.打印控制量过程线；
3.分析实验数据，撰写实验报告。
2、空气-空气换热器性能实验
一、实验目的
1、通过本试验使学生对空调系统能量回收有一定的了解；
2、学习本实验中所涉及的各种参数的测量和处理方法。
二、实验的主要内容
1、测量冷热空气进出口处的干球温度和湿球温度，求得冷热流体进出口处的焓值，进而得到换热器的焓效率和温度热效率；
2、通过测试本体中喷嘴前后的压差及喷嘴前的压力，求得空气流量，进而得到换热器的换热量；
3、通过电参数仪测得风机功率。
三、实验设备和工具
本实验系统为空气－空气换热器性能试验装置，由工况机组、表面式冷却器、电加热器、电加湿器、测试本体、风机等设备组成。如图所示。空气－空气换热器两侧的环境温度控制在国家标准规定或自己定义工况。通过测量冷热空气进出口处的干球温度和湿球温度，求得冷热流体进出口处的焓值，进而得到换热器的焓效率和温度热效率。通过测试本体中喷嘴前后的压差及喷嘴前的压力，求得空气流量，进而得到换热器的换热量。通过电参数仪测得风机功率。
四、实验原理
空气—空气换热器是两种气体进行热交换的设备。本实验（如图1所示）是要在一定的试验工况下测试空气—空气换热器的性能。
在一定条件下，空气—空气换热器的性能主要由换热量、焓效率（全热交换效率）和温度热效率（显热交换效率）来衡量。 1、 温度热效率（显热交换效率） 1
34
3t t t t t --=
η 式中：1t 为污风进口干球温度 3t 为新风进口干球温度
4t 为新风出口干球温度 2、 焓效率（全热交换效率）
1
34
3h h h h h --=
η
),(111s t t f h = ),(333s t t f h =
),(444s t t f h =
式中：1t 、1s t 、1h 分别为污风进口干球温度、湿球温度和比焓值 3t 、3s t 、3h 分别为新风进口干球温度、湿球温度和比焓值 4t 、4s t 、4h 分别为新风出口干球温度、湿球温度和比焓值 3、 换热量Q
空气—空气换热器的换热量可以通过计算新风侧的进口、出口焓值和新风流量而得出。
新风入口比焓：),(333s t t f h =； 新风出口比焓：),(444s t t f h =；
单位质量流量的新风的换热量为：43h h q -= 流经空气—空气换热器的新风流量
m G 通过测量喷嘴前后的压差P ?(公式中单位为Pa ，
测量值单位也为Pa)、喷嘴前的压力2P （公式中单位为Pa ，测量值单位为KPa)以及送风温度，按下列公式计算：
通过单个喷嘴的空气流量为：
体积流量：5
.0').(414.1n ai i gvi V P A C G ?=；
质量流量：'
)1(n
n gvi gmi V
W G G +=
]).1/[(.1013252'P W V V n n n +=
式中：
i C ：喷嘴的流量系数，对于本实验，可取值为1；
ai A ：喷嘴面积，2
m ；
n V ：在喷嘴进口处的干湿球温度下，并在标准大气压时空气的比容，
3
m kg 干空气；
'n V ：喷嘴处的空气比容，
3
m kg 干空气
；
n W ：喷嘴处的空气含湿量，
kg
kg 干空气
。
依据上面的结果计算出新风换热量即空气—空气换热器的换热量：
).(43h h G q G Q m m -==
五、实验方法和步骤
1、实验方法
为了确保实验系统运行在一个特定的工况下，实验时需要控制入口新风、污风的干球温度和湿球温度在设定值附近，这四个参数允许的偏差范围按有如下规定：
表1 空气—空气换热器性能试验名义工况参数的读数允差 ℃
验数据。整个实验共分为7个时间段进行，对每个时间段内的数据分别进行处理，得到一组空气—空气换热器的性能参数，最后对7组参数取平均即可得到空气—空气换热器在该工况下的最终性能参数。 2、实验流程
1、 接通电源，打开控制台上的开关启动实验系统；
2、 运行焓差法多功能实验系统软件，进入空气—空气换热器实验系统；
3、 在工况设定及参数定义界面设置实验参数和试验工况；
4、 切换到工况过程线界面，观察新风、污风的干、湿球温度的变化曲线；
5、 待系统稳定运行在设定的标准工况下后，开始记录实验数据；
6、 实验结束后打印工况过程线（可选）和实验参数报告；
7、 退出实验软件，关闭实验系统，切断电源。 3、操作步骤
（一）实验前的准备工作
1、 仔细阅读本实验指导以及相关资料，对本实验的方法和原理做到充分了解；
2、 实验前检查本实验中所有实验设备是否有明显可见的功能性故障，检查所有的传感
器、线路是否连接正确；
3、 按下冷却塔水泵开关，开启冷却塔水泵；
4、 排出干湿球温度取样装置水槽中的水，重新用加水器加注蒸馏水（注：严禁使用自
来水和矿泉水），注水高度以不淹没热电偶插入小孔为宜。同时，在湿球温度热电偶上缠绕合适大小的湿球纱布，纱布长度以超出热电偶顶端5cm 为宜。小心将缠绕了纱布的湿球温度热电偶塞入取样水糟； 5、 记录被测空－空换热器铭牌参数备用；
6、 将被测空－空换热器放置于焓差法实验室室外侧与室内侧之间平台上，空－空换热
器与小窗口之间的空隙要堵死并做保温和密封处理；
7、将空－空换热器出风口连接装置与实验本体用螺栓连紧，注意连接处要做严格的保
温和密封处理；
8、将室内侧温度采样器摆放于空－空换热器进风口前，距离进风口要有一定距离，不
能阻碍正常的进风，又不可过远，以20cm左右为宜。将室外侧污风温度采样器摆
放于前，距离污风排出口10cm为宜。将室外侧新风温度采样器布置于远离污风排
出口处，切不可靠近污风排出口，以避免污风排风温度对采样的影响，污风排出口
和新风口间用隔板隔开；
9、插入被测空－空换热器电源插头，实验人员离开焓差法实验室，关闭库板门。实验
期间不能随意打开门，人员不得进入实验室，以避免对实验环境的影响和干扰。（二）实验开始
1、接通焓差法实验室电源，打开焓差法实验控制台的钥匙开关；
2、运行焓差法多功能实验系统软件，进入空－空换热器性能实验子系统。点击软件界
面上的“设定”按扭，进行工况设定及参数定义。注意：一定要正确选择喷嘴。实
验时间设定值不得小于30秒。点击“确定”按扭，开始实验数据的采集；
3、根据需要，在控制台上打开或关闭室内、外工况机组以及加湿装置，必要时，手动
调节各控制仪表的控制输出参数（注：不可改变控制仪表的当前设定值。）；
4、观察空－空换热器性能实验系统软件过程线趋向和模拟图中实时显示的数据，同时
观察控制台上相应各个仪表，判断实验数据及实验环境是否稳定；
5、待实验数据及实验环境稳定一定时间后，点击空－空换热器性能实验系统软件界面
上“记录”按钮，记录之前的实验数据；
6、数据记录完毕后，软件会弹出对话窗口，询问是否打印过程线及提示保存数据，请
按照提示点击“保存”按钮进行数据保存。也可即时打印出该实验时段内实验数据。
六、实验报告主要内容及要求
1、记录整理实验数据；
2、分析实验数据；
3、计算实验结果；
4、实验结论。
七、实验注意事项
实验结束后：
1、退出空－空换热器性能实验系统软件。
2、关闭焓差法实验控制台钥匙开关，停止所有数据采集。
3、断开焓差法实验室电源。
4、关闭冷却塔水泵。关闭阀门J、阀门K、阀门L、阀门M、阀门N、阀门O及阀门
P。
5、打开库板门，进入焓差法实验室，拨出被测空－空换热器的电源插头。
6、将被测空－空换热器从平台上拆下。准备下一次实验。
7、分析实验数据，撰写实验报告。（注：原始实验数据保存在实验软件所在目录下空
空换热器子目录已保存数据文件夹中。对应文件名为当时的实验时间.xls,例如
R04-11-05--15.43.xls就表示04年11月5日15点43分保存的实验数据。若实验中
没有即时打印出，可随时打开查看。）
换热器综合台试验台使用说明 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器—套管式换热器、螺旋板式换热器和列管式换热器进行其性能的测试。其中，对套管式换热器和螺旋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，而列管式换热器只作一种流动方式的性能测试。 换热器性能试验的内容主要为测试换热器的总传热系数，对数传热温差和热平衡误差等，并就不同的换热器、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； 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的差别； 3.加深对顺流和逆流两种换热器换热能力差别的认识。 二、实验内容及步骤 换热器性能试验的内容主要是测定换热器的总传热系数、对数传热温差和热平衡误差等，并就不通换热器、补贴两种流动方式、不同工况的传热情况和性能进行比较和分析。 1.实验前的准备工作 1）熟悉实验装置及使用仪表的工作原理和性能； 2）更换并安装好需要测试的换热器； 3)按顺流（或逆流）方式调整冷流换向阀门组各阀门的开或闭。 4）冷、热水箱充水。 2.进行试验 1）接通电源，启动冷水泵和热水泵（为提高热水温升速度，可先不启动冷水泵），并调节好合适的流量。 2）调整控温仪，使其能使加热水温控制在80摄氏度以下的某一指定温度。 3）将热水箱的手动和自动加热器均送电投入使用。 4）待自动电加热器第一次动作之后，切断手动电加热器开关。此后，加热系统进入自动控温状态。 5）利用温度测点选择琴健开关和温度数显示仪，观测和检查换热器冷热流体的进出口温度。 6）待冷热流体的温度基本稳定后，即可测出这些测温点的温度数值，同时在流量计上测读冷、热流体的流量读数，并将上述测试数据录入实验记录表中。 7）如需改变流动方向（顺逆流）的试验，或需绘制换热器传热性能曲线而要求改变工况（如改变冷热水流速或流量）进行试验，或需要重复进行试验时，都要重新安排试验方法与上述基本相同。记录下这些试验的测试数据。 8）实验结束后，首先关闭电加热器，5分钟后切断全部电源。 注意事项： 1.热流体在热水箱中加热温度不得超过80℃； 2.实验台使用前应加接地线，以保安全。
第一章实验装置说明 第一节系统概述 一、装置概述 目前我国传热元件的结构形式繁多，其换热性能差异较大，在合理选用和设计换热器的过程中，传热系数是度量其性能好坏的重要指标。本装置通过以应用较为广泛的间壁式换热器（共有套管式换热器、螺旋板式换热器、列管式换热器和钎焊板式换热器四种）为实验对象，对其传热性能进行测试。。 二、系统特点 1.采用四种不同结构的换热器（分别为套管式换热器、螺旋板式换热器、列管式换热器和钎焊板式换热器）作为实验对象，对其进行性能测量。 2.实验装置可测定换热器总的传热系数、对数传热温差和热平衡误差等，并能根据不同的换热器对传热情况和性能进行比较分析。 3.实验装置采用工业现场的真实换热器部件，与实际应用接轨。 三、技术性能 1.输入电源：三相五线制 AC380V±10% 50Hz 2.工作环境：温度-10℃～+40℃；相对湿度＜85%(25℃)；海拔＜4000m 3.装置容量：＜4kVA 4.套管式换热器：换热面积0.14m2 5.螺旋板式换换热器：换热面积1m2 6.列管式换热器：换热面积0.5m2 7.钎焊板式换热器：0.144m2 8.电加热器总功率：＜3.5kW 9.安全保护：设有电流型漏电保护、接地保护，安全符合国家标准。 四、系统配置 1.被控对象系统：主要由不锈钢钢架、热水箱、热水泵、冷水箱、冷水泵、涡轮流量计、PT100温度传感器、板式换热器、列管式换热器、套管式换热器、螺旋板式换热器、冷凝器、电加热棒、电磁阀、电动球阀、黄铜闸阀以及管道管件等。 2.控制系统：主要由电源控制箱、漏电保护器、温度控制仪、流量显示仪、调压模块、开关电源以及开关指示灯等。 第二节换热器的认识 一、换热器的形式 能使热流体向冷流体传递热量，满足工艺要求的装置称为换热器。换热器的形式有很多，
*********************************************************** 空气 水热交换器实验 ************************************************************ 指导说明书 同济大学热能实验室 陈德珍 2000年1月
第一部分空冷器实验台系统说明 本实验台是上海交通大学开发、针对换热器课程的教学要求而设计的科教产品。所用的换热器为一较小的间壁式换热器，空气—水作为介质，实验台由独立的风源，热水源，温度控制器等组合而成，有较大的灵活性，以后还可发展冷却塔性能试验。 一、实验台组成、系统、设备及仪表 实验台系统的简图见图1，主要由风源、热水源、可控硅温度控制器组成。且各自独立，有较大的灵活性。 主要性能： 1.风源：风机：电机：400w，三相380v 风量：800m3/h 风压：60mmH2O 出风口尺寸：200×135mm 吸风口配二只可叠套的橡胶收缩风口，测速段处直径分别为 D1=120mm及D2=60mm, 2.热水源：水箱尺寸：445×245×575mm 水泵：电机：120W 单相220v 流量：1.5m3/h 压头：12mH2O 加热器：3KW 220V 3只 转子流量计：LZB-25 60-600L/h 3.可控硅温度控制器：TA-092 PID调节仪 ZK-03 三相可控硅电压调整器 最大输出功率10KW 铂电阻温度传感器BA20~100℃ 可控硅 3CT 20A/1000V 电源：三相380V 4.试验用换热器 实验所用的间壁式换热器为一较紧凑的翅片管式散热器，由铜管束套带皱折的铝整 体翅片构成，见图2。 主要参数： 管束：紫铜管管径：d0=10mm d1=8mm 节距横向：s1=45mm 纵向：s2=13mm 翅片：铝制、皱折、整片 片厚：δ=0.1mm 片节距：t=2.6mm 试件总体尺寸： 水侧：横向管数：n1=3 纵向管排数：n2=8 总管数：n=n1×n2=24 水通道并联管子数：即n1=3 管子总长度：L=a×n=0.2×24=4.8m 通道面积：F w=n1×π×d1×d1/4 =1.508×10-4㎡ 气侧：通道尺寸：a=200mm b=130mm h=116mm 翅片数：m=76
动力工程学院研究生实验报告题目：换热器综合实验 学号：20121002012 姓名：毛娜 教师：王宏 动力工程学院中心实验室 2013年7月
报告内容 一实验背景 换热器在工业生产中是经常使用的设备。热流体借助于传热壁面，将热量传递给冷流体，以满足生产工艺的要求。本实验主要对应用较广的间壁式换热器中的三种换热：套管式换热器螺旋板式换热器和列管式换热器进行其性能的测试。其中，对套管式换热器和螺旋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。通过实验，主要达到以下目的： 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。 二实验方案 （一）实验装置 实验装置简图如图1所示： 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 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
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。 本实验装置采用冷水可用阀门换向进行顺逆流实验；如工作原理图2所示。换热形式为热水—冷水换热式。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，可以通过琴键开关来切换测点。 注意事项： ①热流体在热水箱中加热温度不得超过80℃； ②实验台使用前应加接地线，以保安全。 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. 螺旋板式换热器11. 套管式换热器 （二）实验台参数 1、换热器换热面积{F}： （1）套管式换热器：0.45m2 （2）螺旋板式换热器：0.65 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：
实验四换热器综合实验报告 一、实验原理 换热器为冷热流体进行热量交换的设备。本次实验所用的均是间壁式换热器，热量通过 固体壁面由热流体传递给冷流体，包括：套管式换热器、板式换热器和管壳式换热器。针对上述三种换热器进行其性能的测试。其中，对套管式换热器、板式换热器和管壳式换热器可以进行顺流和逆流两种方式的性能测试。换热器性能实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温度等，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。 传热过程中传递的热量正比于冷、热流体间的温差及传热面积，即Q = KAΔT （1） 式中：A—传热面积，m2 （1）套管式换热器：0.45m2 （2）板式换热器：0.65m2 （3）管壳式换热器：1.05m2 电加热器：6kV ΔT—冷热流体间的平均温差，℃ K—换热器的传热系数，W/(m·℃) Q—冷热流体间单位时间交换的热量，W.冷热流体间的平均温差ΔT 常采用对数平均温差。对于工业上常用的顺流和逆流换热器，对数平均温差由下式计算 除了顺流和逆流按公式（2）计算平均温差以外，其他流动形式的对数平均温差，都可 以由假想的逆流工况对数平均温差乘上一个修正系数得到。修正系数的值可以由各种传热学书上或换热器手册上查得。 换热器实验的主要任务是测定传热系数K。实验时，由恒温热水箱中出来的热水经水泵
和转子流量计后进入实验换热器内管。在热水进出换热器处分别用热电阻测量水温。从换热 器内管出来的已被冷却的热水仍然回到热水箱中，经再加热供循环使用。冷却水由冷水箱经 水泵、转子流量计后进入换热器套管，在套管中被加热后的冷却水排向外界，一般不再循环 使用。套管外包有保温层，以尽量减少向外界的散热损失。冷却水进出口温度用热电阻测量。 通常希望冷热侧热平衡误差小于3%。 实验中待各项温度达到稳定工况时，测出冷、热流体进出口的温度和冷、热流体的流量， 就可以由下式计算通过换热面的总传热量 根据计算得到的传热量、对数平均温差及已知的换热面积，便可由公式（1）计算出传热系数K 。 换热器类型 方式 热进温度 热出温度 冷进温度 冷出温度 热流体流量 冷流体流量 板式 顺流 57.1 43.5 22.8 31.8 78 72 逆流 56.5 35.9 23.1 33.1 76 72 套管式 顺流 57.6 40.7 22.5 31.6 72 78 逆流 56.8 35.2 22.1 33 72 64 管壳式 顺流 57.1 40.5 22.5 31.3 76 72 逆流 57.2 41.1 22.6 32 74 65 计算传热系数K 和换热器效率 TA Q K ?=
TSG特种设备安全技术规范 TSG 20XX 热交换器能效测试与评价规则 Energy Efficiency Test and Evaluation Regulation for Heat Exchanger (征求意见稿) 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布 20XX年XX月XX日
前言 2016年7月，国家质量技术监督检验检疫总局(以下简称国家质检总局)特种设备安全监察局(以下简称特种设备局)委托中国特种设备检测研究院（以下简称中国特检院）组织起草《热交换器能效测试与评价规则》（以下简称规则）。 2016年7月，中国特检院组织成立了起草组，在西安召开第一次工作会议，讨论了规则的制定原则、重点内容以及主要问题、结构(章节)框架，并且就起草工作进行了具体分工，制定了起草工作时间表。2016年9月，起草组在上海召开第二次工作会议，对规则内容进行了调整，并形成了规则征求意见稿。2016年XX月，特种设备局对征求意见稿进行审查后，以质监特函[2016]XX 号文对外征求基层部门、有关单位和专家及公民的意见。201X年XX月，根据征求到的意见起草组进行修改形成送审稿，并提交给国家质检总局特种设备安全与节能技术委员会审议，起草组根据审议意见进行修改后形成报批稿，201X年XX月XX日，由国家质检总局批准颁布。 本规则主要起草单位和人员如下： 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司张延丰周文学 西安交通大学白博峰 国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局冷浩 中国特种设备检测研究院管坚刘雪敏 中国特种设备安全与节能促进会王为国 上海市特种设备监督检验技术研究院汤晓英 甘肃省质量技术监督局特种设备安全监察局严勇 中国石化工程建设有限公司张迎恺 中国石油化工股份有限公司上海高桥分公司蔡隆展 西安市热力总公司唐涤 上海蓝海科创检测有限公司王纪兵 上海板换机械设备有限公司张永德
Q/SH1020 中国石化集团胜利石油管理局企业标准 Q/SH1020 ××××－×××× 液—液换热器传热性能测试 与计算方法 2005－××－××发布 2005－××－××实施中国石化集团胜利石油管理局发布
Q/SH1020××××－×××× 目次 前言 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 总则 (1) 4 术语和定义 (1) 5 测试 (1) 6 换热器热负荷和传热性能指标计算 (2) 7 测试报告主要内容 (4) 附录A（资料性附录）测试计算数据综合表 (5) 附录B（资料性附录）测试数据汇总表 (6) 附录C（提示性附录）符号 (6) I
Q/SH1020××××－×××× 前言 本标准的附录A、附录B为资料性附录，附录C为提示性附录。 本标准由胜利石油管理局节能专业标准化委员会提出并归口。 本标准由中国石化集团胜利石油管理局批准。 本标准起草单位：中国石化胜利油田有限公司技术检测中心能源监测站。 本标准主要起草人：许涛、宋鑫、王强、王贵生、周长敬、李忠东、邓寿禄、冯国栋、郑召梅。 II
液-液换热器传热性能测试与计算方法 1 范围 本标准规定了液-液换热器传热性能的测试方法、技术要求、测试用仪器仪表、计算方法及测试报告主要内容。 本标准适用于液-液换热器（以下简称换热器）。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方，研究是否可使用这些文件的最新版本。 GB 151-1999 管壳式换热器 GB16409-1996 板式换热器 3 总则 3.1 换热器传热性能测试体系是由被测试换热器、冷热流体循环系统及测试仪表组成。 3.2 换热器型号表示方法符合GB 151-1999中3.10和GB16409-1996中3.5的规定。 3.3 换热器传热性能测试分级：一级测试为鉴定新投产换热器的测试，二级测试为换热器运行中的测试。 4 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 4.1 液-液换热器 指水-水、水-油、油-油等以液体与液体之间进行热交换的换热器。 4.2 换热器一次侧 指热量的提供侧，即高温介质端。 4.3 换热器二次侧 指热量的接收侧，即低温介质端。 4.4 换热器传热性能指标 4.4.1 对数平均温差 指冷热流体平均温差的表示，表征换热器传热的动力。 4.4.2 传热效率 指实际传热量与最大理论传热量之比值。 4.4.3 传热面积 指从放热介质中吸收热量并传递给受热介质的表面积。 4.4.4 传热系数 指单位传热面积上，冷热流体的平均温差为1℃时，两流体通过换热器所传递的热量。 4.5 额定热负荷 指换热器使用设计的介质流体，在设计参数下运行，即在规定的介质流量、温差和一定的传热效率下连续运行时，单位时间的传热量。 4.6 运行热负荷 指在换热器连续运行工况下，单位时间的传热量。 4.7 热平衡相对误差 指一次侧热负荷与二次侧热负荷之差值与一次侧热负荷之比。 4.8 传热系数误差 指在额定热负荷工况下测试两次所得的传热系数，两值之差与其中较大的传热系数之比。 5 测试 5.1 测试技术要求 1
热交换器能效测试与评价规则
TSG特种设备安全技术规范 TSG 20XX 热交换器能效测试与评价规则Energy Efficiency Test and Evaluation Regulation for Heat Exchanger (征求意见稿) 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布 20XX年XX月XX日
前言 2016年7月，国家质量技术监督检验检疫总局(以下简称国家质检总局)特种设备安全监察局(以下简称特种设备局)委托中国特种设备检测研究院（以下简称中国特检院）组织起草《热交换器能效测试与评价规则》（以下简称规则）。 2016年7月，中国特检院组织成立了起草组，在西安召开第一次工作会议，讨论了规则的制定原则、重点内容以及主要问题、结构(章节)框架，并且就起草工作进行了具体分工，制定了起草工作时间表。2016年9月，起草组在上海召开第二次工作会议，对规则内容进行了调整，并形成了规则征求意见稿。2016年XX月，特种设备局对征求意见稿进行审查后，以质监特函[2016]XX 号文对外征求基层部门、有关单位和专家及公民的意见。201X年XX月，根据征求到的意见起草组进行修改形成送审稿，并提交给国家质检总局特种设备安全与节能技术委员会审议，起草组根据审议意见进行修改后形成报批稿，201X年XX月XX日，由国家质检总局批准颁布。 本规则主要起草单位和人员如下： 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司张延丰周文学 西安交通大学白博峰 国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局冷浩 中国特种设备检测研究院管坚刘雪敏 中国特种设备安全与节能促进会王为国 上海市特种设备监督检验技术研究院汤晓英 甘肃省质量技术监督局特种设备安全监察局严勇 中国石化工程建设有限公司张迎恺 中国石油化工股份有限公司上海高桥分公司蔡隆展 西安市热力总公司唐涤 上海蓝海科创检测有限公司王纪兵 上海板换机械设备有限公司张永德
换热能力验证 1、试验目的 验证换热器的换热性能流体阻力特性。 2、实验依据 JB/T 10379-2002 换热器热工性能和流体阻力特性通用测定方法。 3、试验单位资质 ISO17025 4、实验条件 4.1试验地点 4.2 试验对象 4.3 实验设备 序号名称数 量型号测试厂家鉴定单位合格证 到期日期 1 涡轮流量传 感器 1 LWGY-40 2 压力传感器 1 DW115DP0-500Kpa 3 水银温度计 2 50-100 4 温度传感器 6 PT100 5 风速仪 1 VT100 6 压力传感器 1 475-0 MARK III 4.4状态要求 乙二醇溶液额定流量15 l/min 冷风额定流量0,475 m3/s 乙二醇溶液配比48/52%（体积比）
4.5环境要求 测试环境温度为20 .....+45 ℃左右 5、试验步骤 5.1 换热量测试—变冷介质流量（在100%通风面积和90%通风面积两种条件下分别测试） 5.1.1 将换热器按照JB/T 10379-2002 图2安装到测试台上。 5.1.2 冷介质进口温度为环境温度a℃ 5.1.3 热介质进口温度为a+20℃。 5.1.4 调节热介质在15 l/min 5.1.5 将冷却介质（冷却风）分别调节到0.5m3/s，0.9m3/s，1.3m3/s，1.76m3/s，2.2m3/s， 2.64m3/s， 5.1.6 按照JB/T10379-2002 记录各项测试参数值。 5.1.7 计算换热量 冷介质热流量 热介质热流量 平均换热量 热平衡误差 5.2 换热量测试-变热介质流量
5.2.1 将换热器按照JB/T10379-2002 要求安装到测试台上。 5.2.2 冷介质进口温度为环境温度a ℃ 5.2.3 热介质进口温度为a+20℃ 5.2.4 按照下表调节冷热测流量 5.2.5 按照JB/T10379-2002 记录各项测试参数值 5.2.6 计算换热量 冷介质热流量 热介质热流量 平均换热量 热平衡相对误差 5.3 风侧阻力曲线 5.3.1 换热面积100% 5.3.1.1 将换热器按照JB/T10379-2002 图2要求安装到测试台上 5.3.1.2 冷风测试温度：环境温度20-45℃ 5.3.1.3 控制热介质（乙二醇溶液）在15 l/min 5.3.1.4 控制热介质（乙二醇溶液进口温度为75℃，进出口平均温度72℃。 5.3.1.5 冷风变化范围0.15m3/s-0.6 m3/s(0.15,0.25,35,0.475,0.6) 5.3.1.6 记录不同介质流量下对应的压降 5.3.2 换热面积90% 5.3.2.1 将换热器按照JB/T10379-2002 图2要求安装到测试台上 5.3.2.2 冷风测试温度：环境温度20-45℃ 5.3.2.3 控制热介质（乙二醇溶液）在15 l/min 5.3.2.4 控制热介质（乙二醇溶液进口温度为75℃，进出口平均温度72℃。 5.3.2.5 冷风变化范围0.5m3/s-2.64 m3/s(0.5,0.9,01.3,1.76,2.2,2.64) 5.3.2.6 记录不同介质流量下对应的压降 5.4 热侧（乙二醇溶液）阻力曲线 5.4.1将换热器按照JB/T10379-2002 图2要求安装到测试台上
套管换热器传热实验实验报告数据处理 我们组做的是实验I : 1， Q=m s1c 1 △t 1 求K 得先求Q Q=m s 1C 1△t 1 ,其中，C 1=所以得先求m s 1 , C 1， △t 1, ◇ 1m s1 =V s1 ρ 要得求V s1，V s1=u 1A ，V s1 =C 0A 0ρρρ/o (2）-gR C 0为空流系数，C 0=0.855,A 0为空口面积，A 0的计算方法如下：A 0 =π4 d 02 , d 0=20.32 mm,故 A 0= π4 ×（20.32 1000 ）2=3.243293×10-4 m 2 R 为压计差读数 A=π4 d 2 ,d 为内管内径=20mm ， 用内插法求解空气密度 ρ 值 这样求得m s 1， ◇ 2 C 1 的求法为先查表的相近温度下空气的C 值，然后用内插法求得对应平均温 度对应的的C 1值 ◇ 3 求△t 1= t △ t 1 ,= t = t 1 + t 2 2 t 1 为进口温度 t 2 为出口温度 进口温度t 1的求解方法 由热电偶中的电位Vt ，按照公式求[]2 000000402.00394645.0t t V E t t ++=得
Et ，再由852.4901004.810608.1105574.15 43-??+?=---t E t 求得t 1值 出口温度t 2的求解方法 由热电偶中的电位Vt ，按照公式[]2 000000402.00394645.0t t V E t t ++=求得 Et ，再由852.49010 04.810608.1105574.15 43-??+?=---t E t 求得t 2值 由以上步骤求出 Q 2 ，由Q=KA △t m 求出K 值 K= Q A △t m Q 由第一步已经求出，A 为内管内径对应的面积，A=2π rL ,r=17.8mm=0.0178 m, A=2×3.14×0.0178×1.224=0.13682362 m 2 3 ,求Re ，Nu 流体无相变强制湍流经圆形直管与管壁稳定对流传热时，对流传热准数关联式的函数关系为： (,,)l Nu f Re Pr d = 对于空气，在实验范围内，Pr 准数基本上为一常数；当管长与管径的比值大于50 时，其值对 Nu 的影响很小；则 Nu 仅为 Re 的函数，故上述函数关系一般可以处理成： m Nu aRe = 式中，a 和 m 为待定常数。 Re=du ρ μ d=2×0.0178 m =0.0356 m , u=Vs/（π×0.01782 ）μ 和ρ用内插法，先查表 的相近温度的μ，ρ，再用线性关系计算求得。 测量空气一侧管壁的中区壁温T W ，由热电偶按前面公式求得；由下式可以计算空气与管壁
换热器性能综合测试 实验
第一章实验装置说明 第一节系统概述 一、装置概述 目前我国传热元件的结构形式繁多，其换热性能差异较大，在合理选用和设计换热器的过程中，传热系数是度量其性能好坏的重要指标。本装置通过以应用较为广泛的间壁式换热器（共有套管式换热器、螺旋板式换热器、列管式换热器和钎焊板式换热器四种）为实验对象，对其传热性能进行测试。。 二、系统特点 1.采用四种不同结构的换热器（分别为套管式换热器、螺旋板式换热器、列管式换热器和钎焊板式换热器）作为实验对象，对其进行性能测量。 2.实验装置可测定换热器总的传热系数、对数传热温差和热平衡误差等，并能根据不同的换热器对传热情况和性能进行比较分析。 3.实验装置采用工业现场的真实换热器部件，与实际应用接轨。 三、技术性能 1.输入电源：三相五线制 AC380V±10% 50Hz 2.工作环境：温度-10℃～+40℃；相对湿度＜ 85%(25℃)；海拔＜4000m 3.装置容量：＜4kVA 4.套管式换热器：换热面积0.14m2 5.螺旋板式换换热器：换热面积1m2 6.列管式换热器：换热面积0.5m2 7.钎焊板式换热器：0.144m2 8.电加热器总功率：＜3.5kW 9.安全保护：设有电流型漏电保护、接地保护，安全符合国家标准。 四、系统配置 1.被控对象系统：主要由不锈钢钢架、热水箱、热水泵、冷水箱、冷水泵、涡轮流量计、PT100温度传感器、板式 __________________________________________________
换热器、列管式换热器、套管式换热器、螺旋板式换热器、冷凝器、电加热棒、电磁阀、电动球阀、黄铜闸阀以及管道管件等。 2.控制系统：主要由电源控制箱、漏电保护器、温度控制仪、流量显示仪、调压模块、开关电源以及开关指示灯等。 第二节换热器的认识 一、换热器的形式 能使热流体向冷流体传递热量，满足工艺要求的装置称为换热器。换热器的形式有很多，用途也很广泛。诸如为高炉炼铁提供热风的热风炉，就是一座大型蓄热式陶土换热器；热电厂锅炉上的高温过热器是以辐射为主的高温换热器，而省煤器是以对流为主的交叉流换热器；冶金工厂安装在高温烟道中的热回收装置常用片状管式、波纹管式、插件式等型式换热器；制冷系统上的冷凝器、蒸发器属于有相变流体的换热器，这类换热器无所谓顺流或逆流；内燃机的冷却水箱属于交叉流间壁式换热器的一种。 二、几种主要的换热器 1.列管式换热器（图1） 列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。列管式换热器可以采用普通碳钢、紫铜或不锈钢进行制作。在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管道中流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。 列管式换热器有多种结构形式，常见的有固定管板式换热器、浮头式换热器、填料函式换热器及U型管式换热器。 2.螺旋板式换热器（图2） __________________________________________________
实验五 传热综合实验 一、实验目的 1.通过对空气—水蒸气简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数i α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。 2.通过对管程内部插有螺旋线圈的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式Nu=BRe m 中常数B 、m 的值和强化比Nu/Nu 0，了解强化传热的基本理论和基本方式。 二、实验内容 1. 测定5～6个不同流速下普通套管换热器的对流传热系数i α，对i α的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。 2.测定5～6个不同流速下强化套管换热器的对流传热系数i α，对i α的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=BRe m 中常数B 、m 的值。 3.同一流量下，按实验1所得准数关联式求得Nu 0，计算传热强化比Nu/Nu 0。 三、实验原理 （一） 普通套管换热器传热系数及其准数关联式的测定 1.对流传热系数i α的测定 对流传热系数i α可以根据牛顿冷却定律，用实验来测定。因为i α< 化工传热综合实验装置 说明书 化学与生物工程学院环境工程实训室 2016．11 一、实验目的： 1.通过对空气—水蒸气简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数i α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。 2.通过对管程内部插有螺旋线圈的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究， 掌握对流传热系数i α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。 3.学会并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的值。 4.由实验数据及关联式Nu=ARe m Pr 0.4计算出Nu 、Nu 0，求出强化比Nu/Nu 0，加 深理解强化传热的基本理论和基本方式。 二、实验内容： 1.测定5-6组不同流速下简单套管换热器的对流传热系数i α。 2.测定5-6组不同流速下强化套管换热器的对流传热系数i α。 3.对i α的实验数据进行线性回归，确定关联式Nu=ARe m Pr 0.4中常数A 、m 的数值。 4.通过关联式Nu=ARe m Pr 0.4计算出Nu 、Nu 0，并确定传热强化比Nu/Nu 0。 三、实验原理： 1.普通套管换热器传热系数测定及准数关联式的确定： （1）对流传热系数i α的测定： 对流传热系数i α可以根据牛顿冷却定律，通过实验来测定。因为i α< 传热实验 一、实验目的 1、了解换热器的结结构及用途。 2、学习换热器的操作方法。 3、了解传热系数的测定方法。 4、测定所给换热器的传热系数K。 5、学习应用传热学的概念与原理去分析与强化传热过程,并实验之。 二、实验原理 根据传热方程Q=KA△tm,只要测得传热速率Q,冷热流体进出口温度与传热面积A,即可算出传热系数K。在该实验中,利用加热空气与自来水通过列管式换热器来测定K,只要测出空气的进出口温度、自来水进出口温度以及水与空气的流量即可。 在工作过程中,如不考虑热量损失,则加热空气释放出的热量Q1与自来水得到的热量Q2应相等,但实际上因热损失的存在,此两热量不等,实验中以Q2为准。 三、实验流程与设备 实验装置由列管换热器、风机、空气电加热器、管路、转子流量计、温度计等组成。空气走管程,水走壳程。列管式换热器的传热面积由管径、管数与管长进行计算。 实验流程图: 四、实验步骤及操作要领 1、熟悉设备流程,掌握各阀门、转子流量计与温度计的作用。 2、实验开始时,先开水路,再开气路,最后再开加热器。 3、控制所需的气体与水的流量。 4、待系统稳定后,记录水的流量、进出口温度,记录空气的流量与进出口温度,记录设备的有关参数。重复一次。 5、保持空气的流量不变,改变自来水的流量,重复第四步。 6、保持第4步水的流量,改变空气的流量,重复第四步。 7、实验结束后,关闭加热器、风机与自来水阀门。 五、实验数据记录与整理 1、设备参数与有关常数 换热流型错流 ; 换热面积 0、4㎡ 六、实验结果及讨论 1、求出换热器在不同操作条件下的传热系数。 计算数据如上表,以第一次记录数据序号1为例计算说明: 度 水的算数平均温度：水流量：空气流量：水气4.2029 .219.182/0222.03600 1000 1080/0044.03600 16 213=+=+==??=== -t t T s kg W s m V s J t t C W Q K kg J C p p /867.278)9.189.21(41830222.0)() /(418312=-??=-??=?=传热速率比热容：查表得，此温度下水的 K =-----=-----= ?2479.369.182.299 .21110ln 9.182.29)9.21110(ln )()(） （对数平均温度水进 气出水出气进水进气出水出气进逆T T T T T T T T t m 9333 .269 .189.212.291100329.09 .181109 .189.2112211112=--=--==--=--= t t T T R t T t t P K =?=??ψ=?∴=ψ??2479.362479.360.10 .1逆查图得校正系数m t m t t t ) /(1717.192 1101 .192333.19) /(2333.192479 .364.0867 .27822K m W K K K m W t S Q K m ?=+= ?=?=??= 的平均值：传热系数 2、对比不同操作条件下的传热系数,分析数值,您可得出什么结论？ 答:比较一、二、三组可知当空气流量不变,水的流量改变时,传热系数变化不大,比较四、五组可知空气流量改变而水的流量不改变时,传热系数有很大变化,且空气流量越大,传热系数越大,传热效果越好;综上可知,K 值总就是接近热阻大的 实验五 套管换热器传热实验 数据处理 我们组做的是实验I : 1， Q=m s1c 1 △t 1 求K 得先求Q Q=m s 1C 1△t 1 ,其中，C 1=所以得先求m s 1 , C 1， △t 1, ◇ 1m s1 =V s1 ρ 要得求V s1，V s1=u 1A ，V s1 =C 0A 0ρρρ/o (2）-gR C 0为空流系数，C 0=0.855,A 0为空口面积，A 0的计算方法如下：A 0 =π4 d 02 , d 0=20.32 mm,故 A 0= π4 ×（20.32 1000 ）2=3.243293×10-4 m 2 R 为压计差读数 A=π4 d 2 ,d 为内管内径=20mm ， 用内插法求解空气密度 ρ 值 这样求得m s 1， ◇ 2 C 1 的求法为先查表的相近温度下空气的C 值，然后用内插法求得对应平均温 度对应的的C 1值 ◇ 3 求△t 1= t △ t 1 ,= t = t 1 + t 2 2 t 1 为进口温度 t 2 为出口温度 进口温度t 1的求解方法 由热电偶中的电位Vt ，按照公式求[]2 000000402.00394645.0t t V E t t ++=得 Et ，再由852.49010 04.810608.1105574.15 43-??+?=---t E t 求得t 1值 出口温度t 2的求解方法 由热电偶中的电位Vt ，按照公式[]2 000000402.00394645.0t t V E t t ++=求得 Et ，再由852.49010 04.810608.1105574.15 43-??+?=---t E t 求得t 2值 由以上步骤求出 Q 2 ，由Q=KA △t m 求出K 值 K= Q A △t m Q 由第一步已经求出，A 为内管内径对应的面积，A=2π rL ,r=17.8mm=0.0178 m, A=2×3.14×0.0178×1.224=0.13682362 m 2 3 ,求Re ，Nu 流体无相变强制湍流经圆形直管与管壁稳定对流传热时，对流传热准数关联式的函数关系为： (,,)l Nu f Re Pr d = 对于空气，在实验范围内，Pr 准数基本上为一常数；当管长与管径的比值大于50 时，其值对 Nu 的影响很小；则 Nu 仅为 Re 的函数，故上述函数关系一般可以处理成： m Nu aRe = 式中，a 和 m 为待定常数。 Re=du ρ μ d=2×0.0178 m =0.0356 m , u=Vs/（π×0.01782 ）μ 和ρ用内插法，先查表 的相近温度的μ，ρ，再用线性关系计算求得。 热交换器性能测试实验 一、实验装置 图一、实验装置示意图 1.循环水泵 2.转子流量计 3.过冷器 4.表冷器 5.实验台支架 6.吸入段 7. 整流栅 8.加热前空气温度 9. 表冷器前静压10.U形差压计11. 表冷器后静压12.加热后空气温度13.流量测试段14笛形管15. 笛形管校正安装孔16.风量调节手轮17.引风机18.风机支架19.倾斜管压力计20.控制测试仪表盘21.水箱 2．水箱电加热器总功率为9KW，分六档控制，六档功率分别为1.5KW。 3．空气温度、热水温度用铜—康铜热电偶测量。 4．空气流量用笛形管测量。 5．空气通过换热器的流通阻力，在换热器前后的风管上设静压测点；热水通过换热器的流通阻力，在换热器进出口处设测阻力测点测量。 6．热水流量用转子流量计测量。 二、设备准备 1．向电热水箱内注水至水箱净高5/6处。 2．工况调节 1）全开水箱电加热器开关，待水温接近试验温度时，打开水泵开关，利用水泵出口阀门调节热水流量。 2）在风机出口阀门全关的情况下开启风机，然后开启风阀，并利用该阀门调节空气流量。 3）视换热器情况，调节水箱电加热器功率（改变前三组加热器投入组别，并利用调压器改变第四组加热器工作电压），使热水温度稳定于试验工况附近。 4）调节热水出口再冷却器的冷水流量，使出口热水再冷却至不气化即可。 三、试验方法和数据处理 1．实验方法 1）拟定试验热水温度（可取T 1=60~80℃） 2）在固定热水流速，改变空气流速的工况下，进行一组试验（5个以上工况）。 3）在固定空气流速，改变热水流速的工况下，进行一组试验（5个以上工况）。 4）每一工况的试验，均需测定以下参数：空气进口温度（或室温）；空气出口温度及空气流量；热水进出口温度及热水流量；空气和热水通过换热器的阻力等。 2．数据处理 1）空气获热量：Q 1=C pk ·G k (t 2-t 1), [W] 2）热水放热量：Q 2=C ps ·G s (T 1-T 2), [W] 3）平均换热量：2 2 1Q Q Q += ， [W] 4）热平衡误差：% 1002 2 121?+-= ? Q Q Q Q 5）传热系数：t F Q K ??= · [W/m 2·℃] 式中：C pk ，C ps 分别为空气和水的定压比热。[J/kg ·℃] G k ，G s 分别为空气和水的质量流量，[Kg/s] G k =F k k p ρξ)(2?? G s ——进口温度下的水流量 Kg/s F k ——测速风管面积，[m 2] ξ——笛形管压力修正系数，=1； p ?——笛形管压差读数，[p a ] ρk ——空气密度，[Kg/m 3] t 1，t 2——空气的进出口温度,[℃] T 1，T 2——热水的进出口温度, [℃] F ——换热器散热面积2.775[m 2] t ?——传热温差，[℃] 换热器综合实验台 实验指导书 换热器性能实验主要对应用较广的间壁式换热器中的三种换热器—套管式换热器、螺旋板式换热器和列管式换热器进行其性能的测试. 其中, 对套管式换热器和螺旋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进行一种流动方式的性能测试 . 换热器性能实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； 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； 4、绘制换热器传热性能曲线 二、实验装置 实验装置采用（换热器综合实验台）, 其流程图如图 1所示. 换热形式为热水 - 冷水换热 . 热水加热采用电加热式（可调节加热功率），冷水为循环用水（可外接自来水），顺逆流的换向阀及各种换热器的切换均采用电控阀门控制，冷、热流体的进出口温度采用温度数显仪，可以通过琴键开关来切换测温点。 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更换并安装好需要测试的换热器。 ③按顺流（或逆流）方式调整冷流换向阀门组和各阀门的开或闭。 ④冷、热水箱充水。 2、进行实验 ①接通电源，启动冷水泵和热水泵（为了提高热水温升速度，可先不启动冷水 泵），并调节好合适的流量。 ②调整控温仪，使其能使加热水温控制在 80C以下的某一指定温度。 ③将热水箱的手动和自动电加热器均送电投入使用。 ④待自动电加热器第一次动作之后，切断手动电加热器开关。此后，加热系统进入 自动控温状态。 ⑤利用温度测点选择琴键开关和温度数显仪，观测和检查换热器冷、热流体的进出 口温度。 ⑥待冷、热流体的温度基本稳定后，即可测读出这些测温点的温度数值，同时在流 量计上测读冷、热流体的流量读数。 把这些测试结果记录在事先设计好的实验记录表（如下表）中。 ⑦如需要改变流动方向（顺、逆流）的实验，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））进行实验，或需要重复进行实验时，都就要重新安排实验，实验方法与上述基本相同。记录下这些实验的测试数据。 ⑧实验结束后，首先关闭电加热器， 5 分钟后切断全部电源。化工传热综合实验装置
传热实验实验报告
实验五套管换热器传热实验实验报告数据处理
热交换器性能测试实验
换热器综合实验台
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