热管换热器实验实验报告

热管换热器实验之实验报告
一、实验题目：热管换热器实验
二、实验目的：
熟悉热管换热器实验台的工作原理及使用方法，了解热管换热器的换热量温度、风速之间的关系，掌握热管换热器换热量Q和传热系数K的测试和计数方法。

三、实验步骤
1．连接电位差计和冷端热电偶（将冷端热电偶放在冰瓶里，如无冰瓶，可不接冷端热电偶而将冷端热电偶的接线柱短路，测出的温度应加上室温）。

2．打开热球风速仪，加热稳定20分钟（具体使用方法阅仪器说明书）。

3．接通电源，将工况开关按在“I”位置（450W），这时电加热器和风机开始工作。

4．用热球风速仪在冷热端出口的测孔中测量风速。

为使测量工作在风道温度不超过400C的情况下进行，必须在开机后立即测量。

5．待工况稳定后（大约20分钟）按下琴键开关，切换测温点，逐点测量冷热端进出口温度1L T、2L t、1r T、2r T。

6.将工况开关按在“Ⅱ”的位置（1000W），重复上述步骤，测量工况的冷热段进出口温度。

7.实验结束后，切断所有的电源。

四、实验参数及测试数据 （1）实验台参数
冷段出口面积
22
0.09/40.0064L F m π== 冷段传热表面积
2
0.536L f m =
热段出口面积
22
0.160.0256r F m == 热段传热表面积 2
0.496r f m =
（2）测试数据（工况Ⅰ：450W ； 工况Ⅱ：1000W ） 数据记录
注：由于实验时冷热段出口温度只测一次，故将其作为平均值来计算。

五、换热量、传热系数及热平衡误差的计算
（1） 单位时间的换热量
P Q M C t
⋅
=∆
式中：
P
C ——干空气的定压比热，取
01/()
P C KJ Kg C =⋅
M g
——单位时间内质量流量，(/)M V F kg s ρ=⋅⋅g
t ∆——温差（0
C ）
a 、冷段换热量L Q ：
210.24(3600)()L L L L l L Q V F t t ρ=⋅⋅- （/kcal h ）
式中：L V ——冷段出口平均风速（/m s ）
L F ——冷段出口面积
22
0.09/40.0064L F m π==
L
ρ——冷段出口空气密度（3
/kg m ）
2
L t ——冷段出口温度（0C ） 1L t ——冷段进口温度（0
C ）
b 、热段换热量r Q ：
210.24(3600)()r r r r r Q V F t t ρ=⋅⋅- （/kcal h ）
式中： r V ——热段出口平均风速（/kcal h ）
r
F ——热段出口面积（2m ）220.160.0256r F m ==
r ρ——热段出口处空气密度（3/kg m ）
2
r t ——热段出口温度（0C ） 1r t ——热段进口温度（0
C ）
（2）热平衡误差
%r L
r
Q Q Q δ-=
（3）传热系数K
L
Q K F t =
⋅∆ （20/kcal m h C ⋅⋅）
式中：F ——传热面积（2
m ） F=f L +f r =1.032 m 2
t ∆——温差（0C ）
1221
22r L r L t t t t t ++∆=
-
根据空气的状态表，由温度查得相应的密度，可得：
将上面数据整理后，最后得两种工况的实验结果如下表所示：
从实验结果可以看出，此种换热器的传热效率比较低。

但是，随着功率的增加，或者温度的增加，其传热系数也会增加。

所以，此处工况2的传热系数比工况1大得多,热平衡误差也比工况1小。