换热器综合实验说明书
冷热空气列管换热器传热综合实验
冷热空气列管换热器传热综合实验
冷热空气列管换热器传热综合实验是一种实验方法，用于研究冷热空气之间的传热现象以及列管换热器的性能。
这种实验通常用于工程领域，旨在评估换热器在不同工况下的传热效果，为工程设计和优化提供依据。
下面是进行冷热空气列管换热器传热综合实验的一般步骤：
1. 实验装置搭建：准备一个实验装置，包括冷热空气源、列管换热器、测量仪器等。
确保实验装置的密封性和安全性。
2. 参数设置：确定实验所需的工况参数，如空气流量、温度差、流速等。
这些参数可以根据实际需求和研究目的进行设定。
3. 数据采集：启动实验装置，让冷热空气分别通过列管换热器的冷热侧。
使用传感器和测量仪器记录下冷热空气的温度、压力等相关数据。
4. 数据分析：根据采集到的数据进行分析和计算，评估传热器的传热性能。
常见的评价指标包括传热系数、热效率、温度场分布等。
5. 结果讨论：根据实验结果进行讨论，分析影响传热性能的因素，探讨可能的改进方法或优化方案。
6. 实验总结：总结实验结果，撰写实验报告，包括实验目的、方法、结果和结论等内容。
需要注意的是，具体的实验步骤和方法可能因实验目的、设备配置和研究要求的不同而有所差异。
在进行实验前，应详细了解实验装置和操作方法，并遵循实验安全规范。
实验五 套管换热器传热实验
实验五 套管换热器传热实验实验学时： 4 实验类型：综合实验要求：必修 一、实验目的通过本实验的学习，使学生了解套管换热器的结构和操作方法，比较简单内管与强化内管的差异。
二、实验内容1、测定空气与水蒸汽经套管换热器间壁传热时的总传热系数。
2、测定空气在圆形光滑管中作湍流流动时的对流传热准数关联式。
3、测定空气在插入螺旋线圈的强化管中作湍流流动时的对流传热准数关联式。
4、通过对本换热器的实验研究，掌握对流传热系数i α的测定方法。
三、实验原理、方法和手段两流体间壁传热时的传热速率方程为 m t KA Q ∆= （1）式中，传热速率Q 可由管内、外任一侧流体热焓值的变化来计算，空气流量由孔板与压力传感器及数字显示仪表组成的空气流量计来测定。
流量大小按下式计算：10012t t PA C V ρ∆⨯⨯⨯=其中：0C —孔板流量计孔流系数，0.65；0A —孔的面积，2m ；（可由孔径计算，孔径m d 0165.00=） P ∆—孔板两端压差，kPa ；1t ρ—空气入口温度（即流量计处温度）下的密度，3/m kg 。
实验条件下的空气流量V （h m /3）需按下式计算：11273273t t V V t ++⨯=其中：t —换热管内平均温度，℃；1t —传热内管空气进口（即流量计处）温度，℃。
测量空气进出套管换热器的温度t ( ℃ )均由铂电阻温度计测量，可由数字显示仪表直接读出。
管外壁面平均温度W t ( ℃ )由数字温度计测出，热电偶为铜─康铜。
换热器传热面积由实验装置确定，可由（1）式计算总传热系数。
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：),,(d l P R f Nu r e =对于空气，在实验范围内，r P 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 准数的影响很小，故Nu 准数仅为e R 准数的函数，因此上述函数关系一般可以处理成：me R B Nu ⋅=式中，B 和 m 为待定常数。
换热器综合实验报告
换热器综合实验报告引言：换热器是一种常用的热交换设备，用于在流体之间传递热量。
本实验旨在通过对换热器的综合实验研究，了解换热器的工作原理、性能参数和影响因素，进一步加深对换热器的理解。
一、实验目的：1. 理解换热器的基本工作原理；2. 掌握换热器的性能参数测量方法；3. 研究换热器的传热特性和影响因素。
二、实验原理：换热器是通过流体之间的热传递实现热能转移的设备。
实验中使用的换热器是热交换管式换热器，其主要由壳体、管束和管板等组成。
热能通过壳体内外流体的对流传热和管内外流体的对流传热实现。
三、实验步骤：1. 准备工作，检查实验设备和仪器的完好性，准备实验所需的流体和试样；2. 流量测量，通过流量计测量进出口流体的流量；3. 温度测量，使用温度计或热电偶测量进出口流体的温度；4. 压力测量，使用压力计测量进出口流体的压力；5. 数据记录，记录实验过程中的各项数据，包括流量、温度和压力等；6. 分析数据，根据实验数据进行计算和分析，得出换热器的性能参数和传热特性；7. 结果总结，总结实验结果，分析影响换热器性能的因素。
四、实验结果与讨论：根据实验数据计算得出的换热器性能参数包括传热系数、热效率和压降等。
通过对这些参数的分析，可以评估换热器的性能和效果。
同时，还可以研究不同操作条件对换热器性能的影响，如流体流量、温度差和管束结构等。
五、实验结论：通过本次实验，我们对换热器的工作原理、性能参数和影响因素有了更深入的了解。
换热器是一种常用的热交换设备，广泛应用于工业生产和能源领域。
在实际应用中，我们需要根据具体的工艺要求和条件选择合适的换热器，并优化其操作参数，以达到最佳的热传递效果。
六、实验总结：本次实验通过对换热器的综合研究，加深了我们对换热器的理解。
同时，实验过程中我们掌握了换热器性能参数的测量方法和数据分析技巧。
这些知识和技能对于我们今后在工程实践中的应用具有重要意义。
七、参考文献：[1] 换热器的基本原理与设计. 机械工业出版社, 2012.[2] 热传递与换热器. 高等教育出版社, 2008.以上是对换热器综合实验的报告，希望能对你有所帮助。
换热器综合实验报告
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：6kVΔT—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 。
换热器传热系数测定实验
换热器传热系数测定实验一.实验目的1.熟悉换热器性能的测试方法；2.了解不同结构换热器的结构特点以及性能差别；3.加深对换热器顺流、交叉流和逆流等流动方式时流体温度变化、换热能力的差别。
二.实验装置2.1实验装置的名称与组成实验装置名称：换热器综合试验台换热介质：热水－冷水实验装置的工作流程如图9.1所示。
1换热器2加热水箱3热水泵4流量计5冷水箱6冷水泵7转子流量计8换向阀门组9温度传感器图1 换热器综合试验台流程2.2 实验装置的用途换热器综合试验台主要用于各种间壁式液体－液体换热器的性能测试。
可测试的换热器型式为：壳管式换热器、套管式换热器、螺旋板式换热器、板式换热器、板翅式换热器等。
2.3 实验装置性能参数2.3.1 换热器换热面积壳管式换热器： 1.05 m2套管式换热器：0.45 m2螺旋板式换热器：0.65 m22.3.2 热水泵允许最高水温：＜80 ℃ 电 机： 220 V 120 W 2.3.3 冷水泵允许最低水温：＞0 ℃ 电 机： 220 V 120 W 2.3.4 流量计型 式：LZB 玻璃转子流量计 公称通径：10mm 测量范围：(4.44～44.4×10) m 3/s (16～160 l/h) 误 差： 台 数： 2 2.3.5 温度显示控制仪型 号： XTMD 传感器分度号：Cu50 测量范围： －50～99.9 ℃ 误 差： 0.5 ℃ 台 数： 2 2.3.6 电加热器功 率：7.5 kW三.实验原理由图 9.1，热流体的放热量： Q 1＝V h ρh C ph (t h1－t h2) (W) (9.1) 式中：V h －热流体的体积流量(m 3/s)； ρh －热流体的密度(kg/m 3)；C ph －热流体的定压比热容[J/(kg.℃)]； t h1 －热流体进入换热器时的温度(℃)； t h2 －热流体流出换热器时的温度(℃)。
冷流体的吸热量：Q 2＝V l ρl C pl (t l2－t l1) (W) (9.2)式中：V l －冷流体的质量体积流量(m 3/s)； ρl －冷流体的密度(kg/m 3)；C pl －冷流体的定压比热容[J/(kg.℃)]； t l2 －冷流体流出换热器时的温度(℃)； t l1 －冷流体进入换热器时的温度(℃)。
【实验报告1-4】换热器换热性能实验
【实验报告1-4】换热器换热性能实验实验目的：1、通过实验，了解不同传热面积、传热流量等因素对换热器的换热性能的影响；2、掌握换热器的使用方法和注意事项；3、了解热力制冷冷水机组换热器的工作原理及性能特点。
实验原理：热力制冷冷水机组换热器是将制冷剂从低温区域吸收热量后，通过空气或水对流将热量传递到环境中，从而实现制冷的过程。
其中，传递热量的部分即为换热器。
换热器的换热性能主要由以下因素影响：1、传热面积：换热器传热面积越大，换热器的传热性能越好；2、传热流量：换热器传热流量越大，换热器的传热性能越好；3、换热介质：换热介质的热传导率越大，换热器的传热性能越好；4、壳体结构：壳体结构越紧密，换热器的传热性能越好；5、流体流速：流体流速越大，换热器的传热性能越好。
实验设备：本实验采用的设备有：1、热力制冷冷水机组换热器；2、流量计、压力表等实验配套设备；3、水、空气等流体介质。
实验步骤：1、按照实验要求设置流量和传热面积；2、开启冷水机组和换热器，保证介质在流动状态；3、测量水、空气介质的压力和流量，记录数据；4、根据记录的数据，计算换热器的传热效率。
实验数据处理：测量完成后，需要对收集到的数据进行处理。
首先，计算出实验中所涉及的有关数据，如传热系数、传热效率等。
其次，对实验结果进行分析，找出影响换热器换热性能的因素，并进行总结。
实验注意事项：1、在使用换热器时，需要事先清洗干净；2、在设定流量和传热面积时，应注意范围不能超过实验设备的最大限度；3、实验过程中，应注意观察实验设备是否正常运行，防止出现故障；4、测量时应精确记录实验数据，避免误差；5、实验完成后，应及时清理实验设备并做好记录。
实验结论：通过实验，我们得到了不同传热面积、传热流量等因素对换热器换热性能的影响。
在实验中，我们发现流量和传热面积是影响换热效率的两个重要因素，其对于换热效率产生的影响较大。
同时，我们也了解了热力制冷冷水机组换热器的工作原理及性能特点。
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% 50Hz2.工作环境：温度-10℃～+40℃；相对湿度＜85%(25℃)；海拔＜4000m3.装置容量：＜4kVA4.套管式换热器：换热面积0.14m25.螺旋板式换换热器：换热面积1m26.列管式换热器：换热面积0.5m27.钎焊板式换热器：0.144m28.电加热器总功率：＜3.5kW9.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。
热流体课程实验报告-换热器综合实验
8.6 换热器综合实验一、实验目的(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) 掌握间壁式换热器对数平均温差以及传热系数k 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。
二、实验原理本实验所用的均是热量通过固体避免由热流体传递给冷流体的间壁式换热器。
根据传热方程式的一般形式，换热器传热系数可有下式决定：k =ΦAΔt m(1)不论顺流、逆流，对数平均温差的计算式为：Δt m =Δt max −Δt minlnΔt max Δt min(2)冷、热流体通过套管交换的热量，可根据如下热平衡方程式求得q V1ρ1c p1(t 1′−t 1′′)=q V2ρ2c p2(t 2′′−t 2′)(3)保持冷水流量不变的情况下，改变热水的流量，进行不同工况的实验测定，可进一步得出传热系数k 与热水流量的关系特性曲线。
三、实验装置1.冷水泵2.冷水箱3.冷水流量计4.冷水顺逆流阀门组5.列管式换热器6.套管式换热器7.板式换热器8.热水流量计9.热水箱 10.热水泵 11.电加热器 四、实验内容1、 工况稳定后，测量冷、热水进、出口温度、流量，重复测量5次；2、 以5次测量的平均值，现场计算实验工况的热平衡偏差，要求热平衡偏差在±5%左右；3、 保持冷水流量160L/h 不变，改变热水流量（550,500,450,400,350L/h 左右），进行测量及计算；4、 按照以上操作步骤，分别转换开闭指定换热器（顺流和逆流），进行实验，测读数据；实验名称五、实验数据整理1. 对数平均温差根据实验测定结果，按(2)式计算顺、逆流换热器的对数平均温差Δt m。
2. 换热量热水侧放热量Φ1=q V1ρ1c p1(t1′−t1′′)(W)冷水侧放热量Φ2=q V2ρ2c p2(t2′′−t2′)(W)(W)平均换热量Φm=Φ1+Φ22×100%热平衡偏差δ=Φ1−Φ2Φm3. 传热系数k=ΦAΔt m4. 实验结果的拟合采用最小二乘法拟合整理套管式换热器的传热系数与流速的关系式，以传热系数k为纵坐标，以热水流速为横坐标，在坐标图上标绘实验点及所得关系式。
换热器综合实验说明书
（1）
上式中是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力(不包括泵 体内部的流动阻力所引起的压头损失)，当所选的两截面很接近泵体 时，与柏努利方程中其它项比较，值很小，故可忽略。于是上式变 为：
（2）
将测得的和的值以及计算所得的u入，u出代入上式即可求得H的 值。
b)、 N的测定：
功率表测得的功率为电动机的输入功率。由于泵由电动机直接带
Q=3.5m3/h WB50/025
换热面积F=0.91m2
球阀 球阀 球阀 球阀 球阀
数量 1台
1台
1台
1个 1个 1个 1个 1个
VA106 右管壳入水阀
球阀
1个
VA107 左管壳出水阀
球阀
1个
VA108 左管内出水阀
球阀
1个
VA109 右管内出水阀
球阀
1个
VA110 右管壳出水阀
球阀
1个
VA111
二．过程设备与控制多功能综合实验装置基本配置：
表一、实验装置基本配置表：
符号
设备名称
P101 冷水多级立式离心泵
P102 热水不锈钢卧式离心 泵
E101 不锈钢固定管板换热 器
VA101
左放空阀
VA102
右放空阀
VA103 左管壳入水阀
VA104 右管壳入水阀
VA105 左管内入水阀
规格 CDLF2-130FSWSC H=98m ，
旁路调节阀
球阀
1个
VA112 换热器放水阀
球阀
1个
VA113
电动调节阀
Dg25、Pg16
1台
VA114
冷水回水阀
球阀
1个
传热综合实验操作流程
传热综合实验操作流程
一、实验装置
本装置主体套管换热器内为一根紫铜管，外套管为不锈钢管。
两端法兰连接，外套管设置有一对视镜，方便观察管内蒸汽冷凝情况。
管内铜管测点间有效长度1000mm。
螺纹管换热器内有弹簧螺纹，作为管内强化传热与上光滑管内无强化传热进行比较。
列管换热器总长600mm，换热管ø10mm，总换热面积0.8478m2
二、操作步骤
1.实验前准备工作
⑴、检查水位，⑵、检查电源，⑶、启动检查触摸屏上温度、压力等是否显示正常。
⑷、检查阀门。
2.开始实验
启动触摸屏面板上蒸汽发生器的“加热控制”按钮，选择加热模式为自动，设置压力SV设定1.0~1.5kPa（建议1.0kPa）。
待TI06≥98℃时，打开光滑管冷空气进口球阀VA03，点击监控界面“循环气泵”启动开关，启动循环气泵，调节循环气泵放空阀门VA01，至监控界面PDI01示数到达0.4KPa，等待光滑管冷空气出口温度TI14稳定5min左右不变后，点击监控界面“数据记录”记录光滑管的实验数据。
然后调节循环气泵放空阀门VA01，建议在监控界面PDI01示数依次为0.5、0.65、0.85、1.15、1.5、2.0（KPa）时，重复上述操作，依次记录7组实验数据，完成数据记录，实验结束。
完成数据记录后可切换阀门进行螺纹管实验以及列管实验，数据记录方式同光滑管实验。
回答完毕。
化工传热综合实验装置说明书
化工传热综合实验装置说明书一、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，确定传热管关联式Nu =ARe m Pr 0.4中常数A 、m 数值，强化管关联式Nu O =BRe m Pr 0.4中B 和m 数值。
4.根据计算出的Nu 、Nu 0求出强化比0Nu Nu ，比较强化传热的效果，加深理解强化传热的基本理论和基本方式。
5.通过变换列管换热器换热面积实验测取数据计算总传热系数K O ，加深对其概念和影响因素的理解。
6.认识套管换热器（普通、强化）、列管换热器的结构及操作方法，测定并比较不同换热器的性能。
二、实验内容：1.测定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6组不同流速下强化套管换热器的对流传热系数i α。
3.测定6组不同流速下空气全流通列管换热器总传热系数K O 。
4.测定6组不同流速下空气半流通列管换热器总传热系数K O 。
5.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。
6.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0Nu Nu 。
三、实验原理：1.套管换热器（普通管）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。
m i i i Δt S αQ ⨯⨯= （1） im ii S t Q ⨯∆=α （2）式中：i α—管内流体对流传热系数，W/(m 2·℃)； Q i —管内传热速率，W ； S i —管内换热面积，m 2；m t ∆—壁面与主流体间的温度差，℃。
传热综合实验
一、实验目的1.使用空气—水蒸气对流套管换热器实验装置，分别测定两个套管换热器的空气对流传热系数αi。
2.应用线性回归分析方法，确定实验装置中两个套管换热器的关联式Nu=ARe m Pr0.4中常数A、m的值。
3.分别测定不同流速下两个套管换热器的管内压降Δp，分别研究套管换热器的管内压降Δp和Nu之间的关系。
4.综合分析上述实验结果，判定两个套管换热器类型（普通光滑内管或强化内管）。
5.根据实验数据和结果分析，选择适宜类型的一个套管换热器，调整实验参数满足实时任务要求，完成实验报告。
二、实验原理1．传热系数αi的测定由于αi ＜＜α,所以传热管内的对流传热系数αi≈K，K（W/m2·°C）。
所以，根据牛顿冷却定律可得，αi =Q i∆t m×S i（2-1）其中Qi =WiCpi(t2-t1)，Wi=V iρi3600；Δtm= ∆t2−∆t1ln∆t2∆t1，Δt2=tw-ti2,Δt1=tw-ti1；Si=πdiLi式中，Wi 为冷凝速率，kg/s；Vi为体积流量，m3/s；ρi为密度，kg/m3；Cpi为定压比热容，kJ/(kg·°C)；t1为入口温度，°C；t2为出口温度，°C；tw为管壁温度，°C；di为管直径，m；Li为管长，m。
2．Nu=ARe m Pr0.4中A、m值的确定关联式Nu=ARe m Pr0.4（2-2）其中Nui =αi d iλi；Rei=u i d iρiμi；Pri=c piμiλi。
将式（2-2）中等式两边取对数，得：lg(NuPr)= lgA + mlgRe （2-3）采用一元线性回归分析拟合得到系数A、m。
3．空气流量的测量V t0 = 23.80√∆Pρt0(2-4)其中ΔP为孔板流量计两端压差，kPa；ρt0为t时的空气密度，kg/m3。
由于被测管段内温度的变化，还需对体积流量进行进一步的校正：V i = Vt0×273+t m273+t0(2-5)4．温度的测量换热器进出口温度采用铂电阻温度计测量，內管壁温度采用铜-康铜热电偶测量，采用并联安装，使用电桥补偿法，保证温度测量准确。
实验一 换热器性能实验
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，2m ；t ∆——冷、热流体间的温差，℃；K ——传热系数，2(W m ⋅℃)当F=12m ,t ∆=1℃时，Q=K, 表明传热系数在数值上等于温差为1℃，面积为12m 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：1111131()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（℃）。
实验一 换热器换热性能实验
实验一 换热器换热性能实验一、实验目的1．测试换热器的换热能力；2．了解传热驱动力的概念以及它对传热速率的影响。
二、实验装置过程设备与控制多功能实验台 三、基本原理换热器工作时，冷、热流体分别处在换热管的两侧，热流体把热量通过管壁传给冷流体，形成热交换。
当若换热器没有保温，存在热损失，则热流体放出的热量大于冷流体获得的热量。
热流体放出的热量为：)(21T T c m Q pt t t -=（3-1）式中 ：t Q ——单位时间内热流体放出的热量， kW ； t m ——热流体的质量流率，kg/s ；pt c ——热流体的定压比热，kJ/kg·K ，在实验温度范围内可视为常数；1T 、2T ——热流体的进出口温度，K 或o C 。
冷流体获得的热量为：)(12t t c m Q ps s s -=（3-2）式中 ：s Q ——单位时间内冷流体获得的热量，kJ/s=kW ；s m ——冷流体的质量流率，kg/s ；ps c ——冷流体的定压比热，kJ/kg·K ，在实验温度范围内可视为常数；1t 、2t ——冷流体的进出口温度，K 或o C 。
损失的热量为：s t Q Q Q -=∆(3-3)冷热流体间的温差是传热的驱动力，对于逆流传热，平均温差为)/ln(2121t t t t t m ∆∆∆-∆=∆（3-4）式中： 211t T t -=∆、122t T t -=∆。
本实验着重考察传热速率Q 和传热驱动力m t ∆之间的关系。
四、实验步骤实验前，首先设定初始炉温，待炉温达到设定值后，开始以下步骤。
1．打开热流体管程入口阀1、热流体管程出口阀2，出口流量调节阀6、冷流体壳程入口阀7、冷流体壳程出口阀8，其他阀门关闭，使热流体走管程、冷流体走壳程；2．打开灌泵，保证离心泵中充满水，开排气阀放净空气；3．关自来水阀门，启动泵。
调节压力调节旋钮（11-7），调整转速使压力保持在0.4Mpa 。
传热综合实验
换热器的操作和传热系数的测定一、实验目的1、了解换热器的结构；2、掌握测定传热系数K 的方法；3、学会换热器的操作方法，提高研究和解决传热实际问题的能力 二、基本原理列管式换热器是工业生产中广泛使用的一种间壁式换热设备，通常由壳体、管束、隔板、挡板等主要部件组成。
冷、热流体借助于换热器中的管束进行热量交换而完成加热或冷却任务。
衡量一个换热器性能好坏的标准是换热器的传热系数K 值。
().T h h ph Q W C T =-进出()进出t t C W pc C c -=.Q由传热速率方程式知： Q=KA m t ∆式中/m t m t t ψ∆∆=∆(),t f PR ψ∆= t ψ∆可由P ，R 两因数根据安得伍德（Underwood ）和鲍曼(Bowman)提出的图算法查取。
式中：hQ 、cQ ——热、冷流体的传热速率〔W 〕Q ——换热器的传热速率〔W 〕h W 、c W ——热、冷流体质量流量〔kg/s 〕(h W =h h V ρ.) ph C 、pc C ——热、冷流体的平均恒压热容〔J/kg C 0〕T 进、T 出——热流体进、出口温度〔C 0〕 进t 、出t ——冷流体进、出口温度〔C 0〕K ——换热器的总传热系数〔W/.2m C 0〕 A ——换热器传热面积〔2m 〕（A ＝l d n ⋅⋅⋅π）m t ∆——冷、热流体的对数平均传热温差〔C 0〕'mt ∆——按逆流流动形式计算的对数平均传热温差〔C 0〕 ()()/T I m Tt t t T t n T t ---∆=--进出出进进出出进T t t P t -=-出进进进T T R t t =-出进出进－以管束外表面积为基准的传热系数0K 可由下式求取：三、实验装置及流程 介质A ：空气经增压气泵（冷风机）C601送到水冷却器E604，调节空气温度至常温后，作为冷介质使用。
()00t c pc cm mW C t Q K A t n d l t π-==∆⋅⋅⋅⋅∆出进介质B：空气经增压气泵（热风机）C602送到热风加热器E605，经加热器加热至70℃后，作为热介质使用。
换热器综合实验报告(一)
换热器综合实验报告1. 实验目的
- 了解换热器的工作原理
- 掌握换热器的性能测试方法
- 分析不同换热器的性能特点
2. 实验设备
- 实验台
- 热交换器
- 流量计
- 温度传感器
- 压力表
3. 实验步骤
- 连接实验设备
- 开启流体循环
- 测量冷热流体的温度、流量和压力
- 记录数据
4. 实验数据分析
- 计算传热系数
通过测量的温度、流量和压力数据，计算出换热器的传热系数，从而评估其性能。
- 绘制性能曲线
根据实验数据绘制出换热器的性能曲线，分析不同工况下的换热器性能表现。
5. 结果与讨论
- 分析实验数据
通过数据分析，得出不同换热器在不同工况下的传热效率和压降情况。
- 总结性能特点
比较不同换热器的性能特点，找出其优劣之处，为工程应用提供参考。
6. 实验结论
- 总结实验结果
根据实验数据和分析结果，得出对不同换热器性能的评价和总结。
7. 实验心得
- 对实验过程的感悟
通过本次实验，我对换热器的工作原理和性能表现有了更深入的了解，同时也掌握了相关的实验方法和数据处理技巧。
通过以上详细的实验报告，我们对换热器的性能测试方法和实验过程有了更清晰的认识，也为今后的工程实际应用提供了参考依据。
换热器综合实验报告 -回复
换热器综合实验报告-回复本实验旨在研究换热器的工作原理和性能，通过实验数据分析，探讨换热器的热传导能力和热阻特性，并评估其在实际工程应用中的可行性和优劣势。
一、引言换热器是一种常见的热工设备，广泛应用于工业生产、能源利用和环境保护等领域。
它能够实现热能的传递，从而调节和控制物体的温度。
本实验中采用了一种常见的板式换热器，通过研究它的换热特性，为今后的工程应用提供有力的依据和指导。
二、实验原理1. 热传导热传导是指热能通过物质内部传递的过程。
在换热器中，热传导是实现热能传递的主要方式。
通过热传导的研究，我们可以揭示换热器的传热效率和热能损失情况。
2. 热阻特性热阻是指在单位时间内单位面积上的温度差所需要的换热器对热量的传递能力。
热阻特性的研究可以对比不同换热器的换热效果并进行评估。
三、实验步骤1. 准备工作：安装换热器、测量设备和控制系统，并确保其正常运行。
2. 实验前热平衡：使换热器等各个部分达到稳定状态，确保开始实验时的参考温度准确可靠。
3. 输入热源：将高温热源导入热交换管道的一侧，并记录输入热源的温度。
4. 输出热源：将低温热源导入热交换管道的另一侧，并记录输出热源的温度。
5. 测量数据：通过测量输出热源的温度，计算热量的转移和相关参数，例如换热效率和热阻等。
四、实验数据处理1. 计算换热效率：换热效率是指换热器实际完成的热能转移与理论上可实现的最大热能转移之间的比值。
通过实测的数据，根据换热方程计算换热效率。
2. 分析热阻特性：根据实验数据计算热阻，并进行对比分析。
热阻越小，换热器的传热能力越强，热能损失越小。
五、实验结果与讨论根据实验数据的分析，我们得出了以下结论：1. 换热效率：通过实验得到的换热效率为XX，说明该换热器在传热时存在一定的损耗，可通过一定的改进措施提高换热效率。
2. 热阻特性：与其他同类换热器相比，该换热器的热阻较大，说明在实际工程应用中可能存在一定的限制。
六、结论与展望通过本实验，我们深入探究了换热器的工作原理和性能，并评估了其在实际工程应用中的优劣势。
实验一 换热器性能实验
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，2m ；t ∆——冷、热流体间的温差，℃；K ——传热系数，2(W m ⋅℃)当F=12m ,t ∆=1℃时，Q=K, 表明传热系数在数值上等于温差为1℃，面积为12m 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：1111131()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（℃）。
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分别为设备材料的弹性模量和泊桑比；
和
分别为周向应变和轴向应变。电阻应变仪的基本原理就是将应变片电阻 的微小变化，用电桥转换成为电压电流的变化。
在正常操作条件下，换热器壳体中的应力是流体压力载荷（壳程压 力
、管程压力
）、温度载荷及重力与支座反力所引起的。由于换热器的轴向弯曲
刚度大，重力与支座反力在壳体上产生的弯曲应力相对较小，可以忽 略。
（1）
上式中是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力(不包括泵 体内部的流动阻力所引起的压头损失)，当所选的两截面很接近泵体 时，与柏努利方程中其它项比较，值很小，故可忽略。于是上式变 为：
（2）
将测得的和的值以及计算所得的u入，u出代入上式即可求得H的 值。
b)、 N的测定：
功率表测得的功率为电动机的输入功率。由于泵由电动机直接带
——冷流体的定压比热，kJ/kg·K，在实验温度范围内可视为常 数；
、
——冷流体的进出口温度，K或oC。 损失的热量为：
(13)
冷热流体间的温差是传热的驱动力，对于逆流传热，平均温差为
(14)
式中：
、
。 本实验着重考察传热速率Q和传热驱动力
之间的关系 换热器的传热速率Q可以表示为：
式中 ：
(15)
图四、离心泵恒压力控制系统图
离心泵出口压 力 压力传感 器 工业调节器 变频调速 器 泵电机 放大器
图五、信号流程图 离心泵恒压力控制系统为单回路简单控制系统。安装在离心泵出口 管路上压力传感器PT将离心泵出口压力转换成电压信号，经放大器放大
后输出至工业调节器PC，PC将压力信号与压力给定值比较后，按PI调节 规律输出4—20mA信号，驱动变频调速器控制电机的转速，达到恒定离 心泵出口压力的目的。离心泵恒压力控制系统方框图如图四所示。
定值。在本实验中采用突然改变离心泵转速的方法，改变离心泵出口 压力，人为模拟外界扰动给控制变量造成干扰。 6．偏差信号e 被控变量的实际值与给定值之差， e=ys-ym。
ym---离心泵出口流量值Q。 ys---离心泵出口流量设定值。 7．控制信号u 工业调节器将偏差按一定规律计算得到的量。 离心泵恒流量控制系统采用比例积分控制规律(P1D)对离心泵流 量进行控制。比例积分控制规律是比例与积分两种控制规律的组合， 理想的PID调节规律的数学表达式为：
图三、实验装置面版图
四、实验原理：
（1）离心泵性能测定实验 离心泵是最常见的液体输送设备。在一定的型号和转速下，离心
泵的扬程H、轴功率及效率η均随流量Q而改变。通常通过实验测出H —Q、N—Q及 η—Q关系，并用曲线表示之，称为特性曲线。特性曲 线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。
泵特性曲线的具体测定方法如下： a)、 H的测定： 在泵的吸入口和压出口之间列柏努利方程
动，传动效率可视为1.0，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。
即：
泵的轴功率N＝电动机的输出功率，kW
（3）
电动机的输出功率＝电动机的输入功率×电动机的效率 （4）
泵的轴功率＝功率表的读数×电动机效率，kw
（5）
c)、η的测定
其中 kw
（6）
式中：η— 泵的效率；
N— 泵的轴功率，kw;
Ne— 泵的有效功率，kw
二．过程设备与控制多功能综合实验装置基本配置：
表一、实验装置基本配置表：
符号
设备名称
P101 冷水多级立式离心泵
P102 热水不锈钢卧式离心 泵
E101 不锈钢固定管板换热 器
VA101
左放空阀
VA102
右放空阀
VA103 左管壳入水阀
VA104 右管壳入水阀
VA105 左管内入水阀
规格 CDLF2-130FSWSC H=98m ，
AI501BS
1
AI501B24VS
1
压力传感器
LKWYD
6支
电阻应变仪
CM-1L-16
1套
数显仪表
AI501B24VS
6套
数显仪表
AI704B24VS
2套
电器
空气开关 接触器
1套
计算机
CPU酷睿1.6G、内存1.0G、硬盘 1套 160G、DVD光驱，17”液晶显示
器
三、实验装置流程示意图：
图一、过程设备与控制多功能综合实验装置流程示意图
Q=3.5m3/h WB50/025
换热面积F=0.91m2
球阀 球阀 球阀 球阀 球阀
数量 1台
1台
1台
1个 1个 1个 1个 1个
VA106 右管壳入水阀
球阀
1个
VA107 左管壳出水阀
球阀
1个
VA109 右管内出水阀
球阀
1个
VA110 右管壳出水阀
球阀
1个
VA111
LWY-25
1
F103
文丘里流量计
1
1---换热器压力1 (Kpa) 2---换热器压力2 (Kpa)
AI704B24VS
1
3---换热器压力3 (Kpa)
4---换热器压力4 (Kpa)
1---换热器温度1 (℃) 2---换热器温度2 (℃) 3---换热器温度3 (℃)
4---冷水箱温度 (℃)
（17）
PID规律在生产中得到了广泛应用。
流量调节 器
电动调节阀
离心泵循环过 程
涡轮流量传感器和变换 器
流量 设定 值
偏差e
控制信号 μ：4— 20mA
操纵变
量：泵 出口流 量
流量信号
被控变量： 离心泵
干扰变 量：离 心泵压 力
图九、离心泵恒流量控制系统方框图 （7）换热器出口恒温度控制实验
换热器出口温度串级控制系统图如图所示，控制原理图如图所示。
旁路调节阀
球阀
1个
VA112 换热器放水阀
球阀
1个
VA113
电动调节阀
Dg25、Pg16
1台
VA114
冷水回水阀
球阀
1个
VA115
冷水排水阀
球阀
1个
VA116 冷水槽放水阀
球阀
1个
VA117 热水槽放水阀
球阀
1个
V101
冷水箱
不锈钢
1
V102
热水箱
不锈钢
1
F101 冷水涡轮流量传感器
LWY-25
1
F102 热水涡轮流量传感器
控制参数如下： 1． 被控变量y：离心泵出口压力P。 2． 给定值(或设定值)ys：对应于被控变量所需保持的工艺参数 值，在本实验中取0.4 MPa。 3． 测量值ym：由传感器检测到的被控变量的实际值，在本实验中 为离心泵出口压力值P。 4． 操纵变量(或控制变量)：实现控制作用的变量，在本实验中为 离心泵转速n。使用交流变频调速器作为执行器对离心泵转速进行控 制。交流变频调速器的输入信号范围：4—20mA；输出：380V，0— 50Hz。 5． 干扰(或外界扰动)f：干扰来自于外界因素，将引起被控变量偏 离给定值。在本实验中采用突然改变流量的方法，人为模拟外界扰 动给控制变量造成干扰。 6． 偏差信号e 被控变量的实际值与给定值之差， e=ys-ym。
因温度载荷只引起轴向应力，当压力载荷和温度载荷联合作用时 有：
(9)
(10)
式中 ——压力载荷在换热器壳体中引起的环向应力， ； ——压力载荷在换热器壳体中引起的轴向应力， ；
——温度载荷在换热器壳体中引起的轴向应力， 。 （3）换热器换热性能及流体传热膜系数测定实验
换热器工作时，冷、热流体分别处在换热管的两侧，热流体 把热量通过管壁传给冷流体，形成热交换。当若换热器没有保 温，存在热损失，则热流体放出的热量大于冷流体获得的热量。 热流体放出的热量为：
图七、离心泵恒流量控制系统图
离心泵出口流 量
涡轮流量传感 器
频率/电压转换器
工业调节 器
电动调节 阀
图八、离心泵恒流量控制系统方框图 离心泵恒流量控制系统为单回路简单控制系统，安装在离心泵出口 管路上涡轮流量传感器TT将离心泵出口流量转换成脉冲信号，其脉冲频 率经频率/电压转换器转换成电压信号后输出至流量调节器TC，TC将流 量信号与流量给定值比较后，按PID调节规律输出4—20mA信号，驱动电 动调节阀改变调节阀的开度，达到恒定离心泵出口流量的目的。离心泵 恒流量控制系统方框图如图7-3所示。 控制参数如下： 1.控变量y：离心泵出口流量Q。 2.定值(或设定值)ys：对应于被控变量所需保持的工艺参数值，在本实 验中取1.5 L/s。 3.测量值ym：由传感器检测到的被控变量的实际值，在本实验中为离心 泵出口流量值Q。 4.操纵变量(或控制变量)：实现控制作用的变量，在本实验中为离心泵 出口流量。使用电动调节阀作为执行器对离心泵出口流量进行控制。 电动调节阀的输入信号范围：4—20mA；输出：阀门开度0-16mm。 5.干扰(或外界扰动)f：干扰来自于外界因素，将引起被控变量偏离给
图十、换热器出口温度串级控制系统图 换热器出口温度控制系统为双回路串级控制系统，控制系统方框图 如所示。安装在换热器管程出口管路上热电阻温度传感器TT将换热器管 程出口温度转换成电阻信号后输出至温度调节器TC，TC将温度信号与温 度给定值比较后，根据其差值e的大小按比例积分PI调节规律向流量调 节器LC输出流量给定值；同时安装在换热器壳程进口管路上的涡轮流量 传感器LT将进入换热器壳程的冷水流量信号输出至流量调节器LC，LC将 来自温度调节器TC的流量给定值和来自LT的冷水流量值比较后，根据其 差值e的大小按比例PI调节规律驱动电动调节阀改变电动调节阀的开 度，控制进入换热器壳程的冷水流量，达到恒定换热器管程出口温度的
ym---离心泵出口压力值P； ys---离心泵出口压力设定值。 7．控制信号u 工业调节器将偏差按一定规律计算得到的量。 离心泵恒压力控制系统采用比例积分控制规律(PI)对离心泵出口 压力进行控制。比例积分控制规律是比例与积分两种控制规律的组 合，数学表达式为：