换热器综合实验

换热器综合实验

实验类型: 综合性实验

适用对象: 热动、集控、建环、制冷专业 1、熟悉换热器性能的测试方法，了解影响换热器性能的因素。

2、掌握间壁式换热器传热系数的测定方法。 3、了解套管式换热器、板式换热器和列管式换热器的结构特点及其性能的差别。

4、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。

5、熟悉流体流速、流量、压力、温度等参数的测量技术。

1、以传热系数为纵坐标，冷（热）水流量为横坐标绘制换热器传热性能曲线。

2、对三种不同型式的换热器传热性能进行比较。

3、分析影响换热器性能的因素。

4、根据实验结果，计算冷热流体与管壁的表面传热对流换热热阻，管壁的导热热阻，比较在传热过程中各个热阻所占的比例。

换热器为冷热流体进行热量交换的设备。本次实验所用到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。实验原理如图1所示。

三、实验原理 二、实验要求 一、实验目的

换热器综合实验

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图1 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.套管式换热器 7.电加热水箱 8.热水浮子流量

计 9.回水箱 10.热水泵 11.板式换热器

通过测量冷热流体的流量，进出口温度，可以由式（1）~（3）计算换热器的换热量，由式（5）计算换热器的温差，因此可以计算出换热器的传热系数（6），换热器的传热系数综合反映了传热过程的难易程度，表示单位传热温差传热面积下传热过程所传递的热量。另外结合换热器的结构数据，由式（7）~（8）计算冷热流体与管壁的表面传热对流换热系数，进而比较三个环节的热阻相对大小。

热流体放热量 ??cm(t??t?)

(1)

冷流体吸热量 ??cm(t??t?)

(2)

1111122222平均换热量

(

???1??22 )

3

热平衡误差

(

???1??2?100%?)

4

换热器温差

(

?tm??tmax??tmin?tlnmax?tmin)

5

传热系数

(

k??A?tm

6)

0.8内部流动对流换热 Nu?0.023Re(

7

Pr0.4 )

外部流动对流换热 Nu?CRe(

其中C、n、m值可以查课本。 四、实验所需仪器、设备、材料

8

nPrm )

本实验主要对应用较广的三种换热器进行实验：套管式换热器、板式换热器和列管式换热器。实验装置如图2所示。

采用冷水可用阀门换向进行顺逆流实验。换热形式为热水—冷水换热式。实验中所需的仪器设备如下：

1、换热器几何尺寸

（1）套管式换热器 换热面积0.22 m2 外管：外径25mm，壁厚2mm铜管, 中间管外径12mm，壁厚1mm铜管，长80㎝，8组并列

（2）板式换热器 换热面积0.40 m2

（3）列管式换热器 换热面积0.51 m2 外壳外径110mm，壁厚2mm 不锈钢，中间管子外径16mm，壁厚1mm不锈钢管, 长84㎝,2条(4根管两次折流，即3个管程)

2、电加热总功率 9.0 kW 3、冷、热水泵

允许工作温度：<80 ℃

额定流量：3 m3/h 扬程：12 m

电机电压：220 V 电机功率：370 W 4、转子流量计型号 型号：LZB-15 流量：40~400 l/h

允许温度范围：0~120 ℃

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图2 实验装置简图

1.热水流量调节阀 2.热水板式、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. 冷水出口压力表 10. 开关组11. 冷水板式、套管、列管启闭阀门组 12.顺逆流转换阀门组 13.冷水流量调节阀

五、实验预习要求、实验条件、方法及步骤

实验预习要求：

1、温度计压力表的读数与精度

2、系统充水量与水泵运行的注意事项