《热质交换原理与设备》实验指导书
实验一 喷水室性能综合测试实验
实验名称：喷水室性能综合测试实验 实验类型：综合性实验 学 时：2
适用对象：建筑环境与设备专业本科生
一、实验目的
1、通过对喷水室中空气和水的热湿交换过程测试，使学生熟悉并掌握有关测试仪器的安装及使用方法。
2、加深对空气和水直接接触时热湿交换过程的理解。 3、掌握影响热质交换设备性能的因素。 4、理解并掌握热质交换过程的Merkel 方程。
二、实验要求
1. 利用喷水室前后己装好的仪表，测出流入及流出喷水室的空气温度、湿球温度。
2. 利用在喷水室冷水管道上已装好的流量计测得冷水流量。并从送、回水管道上所装的温度计读出送回水温度。
3. 通过空调系统的流量测试装置测出空气的流量。
4. 量出喷水室的断面尺寸，喷嘴个数、型号及布置方式（或表冷器的断面尺寸、排数型号）。 5. 记下测量仪器的名称、型号、精度及安装方法。 6. 记录下全部测试数据。 三、实验原理 该实验在空气调节模拟实验台上进行，实验装置示意图如图4-1。
由回风E和A点空气混合达到B状态，经过预加热装置或加湿器达到C状态点，进入喷淋室进行热质交换，经过热湿处理到达状态点D，根据需要经过再热处理到状态点E送出。
空气在喷淋室进行热质处理，热质处理过程随着喷水温度不同而不同。本实验即是通过喷水温度改变来实现的。
四、实验所需仪器、设备
该实验在空调系统模拟实验台上进行。 （一）实验台简介
该实验台可实现对空气进行加热、加湿、冷却降温和除湿的处理过程，并能对空气温度、湿度进行测量显示及控制调节。为暖通空调专业学生提供直观的教学条件，学生可对其空气调节方面所遇到的各种热湿效应，模拟空调系统进行观测与研究。
该实验台包括：
(1) 有风调节阀门控制的回流空气导管。
(2) 设置有空气预热、再热器(均为电加热)，可对空气进行加热升温；设置有喷水室，可对空气进行降温、加热及除湿。冷冻水由制冷系统制得。
(3) 可示范两种气流的混合状态。
(4) 所有测温装置都用电子式温度巡检仪显示。 (5) 电加热器的电输入值都可分别直接测量。 (6) 综合性的各种仪表及控制装置。
该试验台可大体上可分为四部分，分别为1. 制冷系统 2.加热系统3. 风系统 4. 电路装置测试系统。
1. 制冷系统
其工作原理是使制冷剂在制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等热力设备中进行压缩、放热、节流和吸热四个主要热力过程，以完成制冷循环。
当压缩机通电启动后，制冷剂蒸气在制冷压缩机中被压缩成为高温高压的过热蒸气，经排气管进入冷凝器，由于放热产生相变，冷凝成为高压液体，其放出的热量被空气吸收。制冷剂液体经干燥过滤器脱水并滤去杂质，再经膨胀阀节流降压，变成低温低压的气液混合物进入蒸发器。制冷剂从流经制冷剂管外的空气中吸热而膨胀蒸发变成低温低压的蒸气，经吸气管回到压缩机，如此反复，即实现了制冷循环。冷冻水系统：冷冻水温可由制冷系统及仪表控制在5℃左右，冷冻水量可调节。制冷系统制冷量Qmax＝1.7kw左右。
2.加热系统
在水箱内设置加热管，对水可以进行加热，并连接有温控装置，可设置水箱内的水保持在一个温度值。加热最高限制在50℃。
3. 风系统
开启试验装置后，新风从A点处进入，经过空气混合器，到达B点处，然后通过再混合、整流、加热、加湿和降温除湿（表冷器、喷淋室）等处理，经风机将空气送到装置上部风道，到达活动风门。当风门完全关闭，系统为全封闭循环，无新风系统；风门完全打开，回风全部排出，形成全新风系统，
当风门部分关闭，系统为一次回风循环，新风的比例由风门的开度调节。空气处理系统中包括预热器500W和1000W电加热器各一组和再热器500W和1000W电加热器各一组。
4. 电路装置测试系统
电源开启后，向压缩机、水泵、加湿器、加热器、风机等供电，各个测点的干、湿球温度由铂电阻测量，再由仪表显示出具体数值。
5．使用电源：工作电压 380v。 （二）实验装置测得的主要性能参数简介 主要性能参数包括： 1．在测温热电阻中： t1~t10：为空气干、湿球温度。 t11：为喷水室或表冷器进水口水温。 t12~t13：为喷水室、表冷器回水口水温。
t c、te、tx：为制冷剂冷凝温度、蒸发温度和吸气温度， 2．其他性能参数：
①空气流量：Lmax＝ [m3／h] ④喷水室最大喷水量：Gmax＝ [kg／h]
五、实验预习要求、实验条件、方法及步骤
（一）实验预习要求
熟悉实验目的、实验原理，熟悉实验装置和仪器的构造和使用方法，熟悉实验步骤，弄清需记录的数据。
（二）实验条件
1．在教师指导下把实验人数分组，每组一般10~12人。 2．对空调、制冷设备的机组和电源部分进行检查。
3．对测试仪表进行检查和记录，如温度计的精度，湿球温度计的纱布浸水情况，安装状况是否正常，风量及水量测试设备及仪表配置是否完整和可靠。
4．学生根据自己设计的工况要求，准备并保证装置准确的运行。 （三）实验步骤
1．实验操作之前，调整微压计为水平状态。将蒸馏水加入湿球温度计下的水杯内，蒸发器水箱加水至满。
2．合上电气总开关，接通电源，此时风机运转，调节风机风量调节阀控制所需风量。实验台上C点为空气处理之前状态点，测量C点的干球温度和湿球温度，根据焓湿图查出空气露点温度。本实验装置可以提供5-50℃的水温，根据水温的变化，空气的热湿处理过程有7种变化状态（详见课本P88）。
3．启动冷却水泵、制冷压缩机及电加热器，待系统稳定后进行实验测定。
在使用喷水室的实验台上，学生根据空气露点温度和干湿球温度，自行设计两种工况，通过开启压缩机、水箱内电加热器使水温达到工况所要求的范围。利用在喷水室冷水管道上已装好的流量计测得喷水室的喷水量，并从送、回水管道上所装的温度计读出送回水温度。记录下C、D两点的测试数
喷水室性能综合测试实验
