换热器综合实验指导书

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  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； 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：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。