空气加热器性能实验
空气热机预期实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解空气热机的工作原理及卡诺循环。
2. 通过实验验证卡诺定理，并探究热机效率与热端温度的关系。
3. 学习空气热机的操作方法，掌握相关实验技能。
4. 分析实验数据，提高对热力学基本概念的理解。
二、实验原理空气热机是一种将热能转换为机械能的装置，其工作原理基于热力学第一定律和第二定律。
卡诺循环是理想热机循环，由四个可逆过程组成：等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩。
卡诺定理指出，所有在相同高温热源和低温冷源之间工作的热机，其效率仅取决于这两个热源的温度，与热机的工作物质无关。
三、实验仪器与材料1. 空气热机探测仪2. 计算机3. 电加热器4. 温度计5. 力矩计6. 飞轮7. 连杆8. 气缸9. 热源四、实验步骤1. 将空气热机探测仪、计算机、电加热器等设备连接好，并检查电路连接是否正确。
2. 将空气热机置于实验台，调整气缸位置，确保工作活塞和位移活塞之间有足够的空间。
3. 启动电加热器，逐渐升高热端温度，同时记录温度值。
4. 使用温度计测量热功转换值，并作出nA/T与T/T1的关系图。
5. 逐步改变力矩大小，观察热机输出功率及转速的变化。
6. 计算热机实际转化效率，并与理论值进行比较。
7. 分析实验数据，验证卡诺定理，并探究热机效率与热端温度的关系。
五、实验数据与分析1. 在实验过程中，记录热端温度、nA/T、T/T1、输出功率、转速等数据。
2. 根据实验数据，绘制nA/T与T/T1的关系图，分析其变化规律。
3. 计算热机实际转化效率，并与理论值进行比较，分析误差产生的原因。
4. 探究热机效率与热端温度的关系，验证卡诺定理。
六、实验结果与结论1. 实验结果表明，随着热端温度升高，nA/T与T/T1的关系呈现线性变化，验证了卡诺定理。
2. 在热端温度一定时，输出功率随负载增大而变大，转速而减小。
3. 实验数据与理论值基本吻合，说明空气热机具有良好的工作性能。
七、实验总结1. 通过本次实验，我们深入了解了空气热机的工作原理及卡诺循环。
空气-水换热器换热性能的测试实验.
空气-水换热器换热性能的测试实验一、实验目的1．本实验属于设计型实验，要求学生根据实验目标，给定实验设备，对整个实验方案、实验过程等进行全部实验设计；2．熟悉气-水换热器性能的测试方法；3．掌握气-水翅片管、光管换热器，在顺排、叉排、逆流、顺流各种情况下换热器的结构特点及其性能的差别。
二、实验装置简介（参见实验装置示意图）图一、实验装置示意图1.循环水泵2.转子流量计3.过冷器4.换热器5.实验台支架6.吸入段7.整流栅8.加热前空气温度9. 换热器前静压10.U形差压计11. 换热器后静压12.加热后空气温度13.流量测试段14笛形管15. 笛形管校正安装孔16.风量调节盘17.引风机18.风机支架19.倾斜管压力计20.控制测试仪表盘21.水箱气-水换热器实验装置由水箱、电加热器、循环水泵、水流量测量、水温度控制调节阀、压差测量、阀门、换热器、风管、整流栅、热电偶测温装置、空气流量测量、空气阻力测量、.风量调节盘、引风机等组成。
换热器型式有翅片管、光管两种，有顺流、逆流两种流动方式、布置方式有顺排、叉排两种。
1．换热器为表冷器，表冷器几何尺寸如下表：2．水箱电加热器总功率为9KW，分六档控制，六档功率分别为1.5KW。
3．空气温度、热水温度用铜—康铜热电偶测量。
4．空气流量用笛形管配倾斜式微压计测量。
5．空气通过换热器的流通阻力，在换热器前后的风管上设静压测嘴，配倾斜式微压计测量；热水通过换热器的流通阻力，在换热器进出口处设测阻力测嘴，配用压差计测量。
6．热水流量用转子流量计测量。
三、实验目标通过气--水换热器性能测试试验，测定并计算出换热器的总传热系数，对数平均传热温差和热平衡误差等，绘制传热性能曲线，并作比较：（1）以传热系数为纵坐标，热水流量或空气流量为横坐标绘制传热性能曲线；并就不同换热器，两种不同流动方式、两种不同布置方式，不同工况的传热情况和性能进行比较和分析。
四、实验设计内容：1．根据实验目标和气--水换热器实验装置，编写出实验工作原理和实验数据计算处理公式；2．实验方案设计，包括实验思路、实验方法、实验工况点的选择、热水进口温度大小选取（建议取60-80℃）；3验操作步骤设计，将整个实验操作过程步骤、注意事项编写出来。
空气加热器性能实验
空气加热器性能实验空气加热器的类型很多，通风工程中较常用的有串片式、绕片式、轧片式等。
其热媒可用蒸汽或热水。
在设计空气加热器的结构时，应满足热工、流体阻力、安装使用、工艺和经济等方面的要求。
最主要的是在一定的外形尺寸和金属耗量下，其空气加热器的放热量最大和空气通过的阻力最小。
经过研究结果表明，空气加热器的传热系数及空气阻力与下列几种因素有关：1．空气加热器有效断面上的空气平均速度v(m/s)；2．空气密度ρ(kg／m3)；3．空气通过的管于排数及其管径；4．管内热水的流速ω(m/s)。
这些影响因素从理论上来确定是很复杂的。
一般都是采用实验方法来确定其性能。
本实验讲述空气加热器的性能测定。
一、实验原理空气加热器的传热系数及空气阻力，可由下列关系式表示：热媒为热水时：（1）式中：A、B——经验系数，与空气加热器的结构有关；υ——空气加热器有效断面上的空气流速(m／s)；ρ——空气密度(kg／m3)；ω——加热器管束内热水的流速(m/s)；m〃n〃p——经验指数，与空气加热器的结构有关；若热媒为蒸汽时，蒸汽在空气加热器管束中的流速对传热影响很小，可不予考虑，则其关系式为：（2）二、实验目的本实验的目的就是为研究上述式中K、H与v、p的函数关系，确定各经验系数A、B、m、n等数值。
三、实验装置及实验方法空气在风机作用下，流人风管，经空气加热器加热后排出。
风量用毕托管及微压计测量，还可利用孔板流量计测量，公式为G=0．074√ΔPρkg／s，ΔP由孔板前后压力差(mm水柱)，ρ空气密度(Az／m3)。
调节风机前的阀门，即可控制系统的进风量。
空气被加热前后的温度，由玻璃温度计测得，在空气加热器前后各设一个测点。
通过空气力口热器的空气阻力可用微压计测量。
空气加热器的热媒为低压蒸汽，由蒸汽发生器流出后，经汽水分离器，、蒸汽过热器后进入空气加热器。
与空气进行冷凝换热后流出，再经冷却器回到冷凝水箱，由泵打入蒸汽发生器。
空气加热器的设计及其性能测试
空气加热器的设计及其性能测试空气加热器是工业生产、建筑、汽车等领域中常见的一种设备，在寒冷的冬季起到了非常重要的作用。
所谓空气加热器，是指通过电、气、蒸汽等不同形式的加热方式，将空气加热后通过风机或风扇吹到需要取暖的区域，使其达到温暖的效果。
今天，我们将探讨空气加热器的设计及其性能测试。
一、空气加热器的设计空气加热器的设计需要考虑以下几个因素：1. 加热源：加热源的选择取决于使用环境和需求，目前市面上普遍采用电加热器、蒸汽加热器和燃气加热器等。
电加热器方便易用，但功率较小；蒸汽加热器需要连接至中心供热系统，适用范围较窄；燃气加热器可以使用天然气或液化气作为燃料，加热效率高，但需要排放废气。
2. 通风系统：通风系统包括了进风口、出风口、风机（或风扇）等。
不同的房间大小和加热需求，需要安装不同类型和大小的通风系统。
普通家庭通常使用风扇，而一些大空间，如大型仓库、车间等，则需要使用大型风机。
3. 空气流量：空气流量大小决定了加热器的加热范围和效率，所以需要根据具体环境调整空气流量。
一般来说，流量越大，加热范围越广，但同时加热器的耗电量也会增加。
4. 控制系统：控制系统用于调节加热器的温度、风量等参数，需要灵活、易用、稳定可靠。
目前市面上的控制系统多数采用智能化设计，可以根据用户的需求实现自动化控制。
二、空气加热器的性能测试空气加热器的性能测试是非常重要的一项工作，对于产品质量、生产效率以及用户体验都有着非常重要的影响。
下面介绍基于国家标准设计和执行的空气加热器性能测试方案：1. 温度分布测试：该测试用于检测加热器在不同情况下温度的分布情况。
将加热器置于标准环境中，利用检测仪器测量加热器内部温度分布情况，并进行图像化展示。
该测试结果可以有效评估加热器的加热均匀性，判断其是否符合产品标准的要求。
2. 加热效率测试：该测试用于衡量加热器在一定条件下的加热效率。
将加热器置于标准环境中，利用检测仪器测量加热器内部温度变化以及消耗的电（气、蒸汽等）量。
空气-水换热器换热性能的测试实验
表
热流体 顺逆 流 换热器名称 进口温度 t1/℃ 出口温度 t2/℃ 流量计读数 V1/l· h-1 进口温度 t1/℃
环境温度t=
冷流体 出口温度 t2/℃ 流量计读数 V1/l· h-1
顺流
逆流
实验分析
以传热系数为纵坐标，冷（热）水流速（或流量）为横坐标 绘制传热性能曲线。 对三种不同型式换热器的性能进行比较。
实验目的
实验九 换热器综合性能测试
熟悉换热器性能的测试方法。 了解套管式换热器，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。
实验原理
分别在不同种类的换热器上进行冷、热水的顺逆流实验，测 得不同温度、流量，再进行换热计算。 热流体放热量：Q1 GP1 m1 (T1 T2 ) 冷流体放热量：Q2 GP 2 m2 (t1 t2 ) 传热系数： K Q
A 1
T2 T1 T1 T2 1 T2 T ln ln 1 T1 T2
实验装置
实验装置为套管式换热器、板式换热器和列管式换热器
换热器综合实验台原理图 换热器换热面积A： 套管：0.45m2 螺旋板：0.65m2 列管：1.05m2
实验步骤
接通电源，启动热水泵，并调整好合适的流量。 调整温控仪，打开一定数量的加热器开关，控制加热水温 在80℃以下的某一指定实验温度后启动冷水泵。 利用温度测点选择琴键开关按钮和数显温度计，观测和检 查换热器冷－热流体的进出口温度，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，把测量结果填入记 录表中。 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 需要重新安排试验，试验方法与上述试验基本相同，并记 录下这些试验的测试数据。 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。
空气热机特性实验数据
空气热机特性实验数据本次实验旨在研究空气热机的特性，并通过实验数据进行分析和讨论。
实验过程中，我们使用了一台空气热机模拟器，并通过改变不同的参数来观察空气热机的变化特性。
首先，我们进行了空气热机的泵入温度与压缩比实验。
在该实验中，我们改变了泵入空气的温度，并记录了压缩机输出的压力和温度数据。
实验数据表明，当泵入温度较低时，压缩机的压缩比较小，输出压力和温度也较低。
而当泵入温度较高时，压缩机的压缩比较大，输出压力和温度也相应提高。
通过实验数据的分析，我们得出了空气热机泵入温度与压缩比的正相关性，即泵入温度越高，压缩比越大。
最后，我们还进行了空气热机在不同负荷下的性能实验。
在该实验中，我们改变了空气热机的负荷，即改变了热机输出的功率，并记录了热机输入功率、热机的热量输出和排出的废热水温度。
实验数据表明，当空气热机的负荷较低时，热机的输入功率、热量输出较低，废热水温度较高。
而当空气热机的负荷较高时，热机的输入功率、热量输出也相应提高，废热水温度也降低。
通过实验数据的分析，我们得出了空气热机在不同负荷下的性能规律，即负荷越大，热量输出越高，废热水温度越低。
综上实验数据的分析，我们得出了以下结论：1、空气热机泵入温度与压缩比呈正相关性；2、空气热机压缩比和下冷却水流量对于热机的热量输出和废热水温度有影响，即压缩比和下冷却水流量越大，热量输出越高，废热水温度越低；3、空气热机在不同负荷下的性能规律为，负荷越大，热量输出越高，废热水温度越低。
这些结论对于研究空气热机的特性具有一定的参考价值，并有助于优化空气热机的性能。
此外，我们还需要进一步加强对于空气热机的研究，探究其更为深刻的特性和工作规律，从而更好地推动空气热机的应用发展。
空气加热器性能实验
其中：GE—— 蒸汽量，kg/s; i″——入口蒸汽比焓，kJ/kg; i′——出口凝结水比焓，kJ/kg;
其中：G k——被加热的空气量，kg/s;
Cp ——空气定压比热，Cp = 1.01 （kJ/kg·℃） Q2 = Gk Cp(t2－t1), kW
将电加热锅炉上面的蒸汽出口阀关闭。接通电加热器总电源，依次合上锅炉电加热器的开关，并将可调加热器旋至200V左右的位置进行加热。观察锅炉上压力表和温度计的值，使其达到所要求的温度。注意：压力不得超过0.35MPa!否则，应立即关掉电源。
当温度达到所要求的值时，打开蒸汽出口阀门。打开冷凝水箱上部的流量调节阀，由于锅炉的蒸发量一定，所以调节阀不宜开启太大，流量（蒸发量）<6kg/h.(0.0017kg/s)
空气通过空气加热器的阻力H，可由测量空气加热器前后的静压差直接得出。
空气通过蒸汽加热器所得到的热量Q2，按下列计算:
三、实验装置
四、实验方法及数据处理
实验之前,先熟悉实验装置的流程、测试步骤，实验中所要调试的部件，并准备好测试仪表。
给电加热锅炉加水，使水位达到玻璃管水位计的上部。(注意：水位不得低于水位计管的1/3处，以免烧毁电加热管)。若水位不够，可给锅炉补水。步骤是：启动水泵电源开关，打开锅炉下部的进水球阀向其补水，水位达到接近水位管的上部时，关闭阀门，切断水泵电源。
一、实验目的
通过本实验熟悉和掌握空气加热器换热量及传热系数的测定方法。 通过本实验熟悉和掌握空气加热器阻力的测定方法
二、实验原理
F——传热面积，m2，已知
Q——蒸汽与空气通过间壁交换的热量（W），
其中:tq———蒸汽的温度, (℃),取决于蒸汽的压力。
新型高温空气加热器的试验研究
新型高温空气加热器的试验研究聂 欣1,周俊虎2,吕 明2,岑可法21.杭州电子科技大学,浙江杭州 3100182.浙江大学,浙江杭州 310027[摘 要] 高温空气加热器是高温空气点火试验台的关键设备,将中频加热设备和静态混合器相结合,提出了一种新型的高温空气加热器,并对其运行过程中的电源波动特性、冷热态的阻力特性、加热效率进行了试验研究。
与原有的空气加热器进行比较表明,不锈钢材料在中频加热条件下,仍然呈现一定的弱磁性,其冷热态阻力与进口冷空气流速符合幂函数关系。
该加热器具有结构简单,加热效率高等优点,明显优于原有的加热器。
[关 键 词] 高温空气;加热器;静态混合器;电源特性;阻力;加热效率[中图分类号] T K17[文献标识码] A[文章编号] 1002-3364(2008)08-0009-04收稿日期: 2008-01-28作者简介: 聂欣(1974-)男,博士,杭州电子科技大学机械学院讲师,主要从事煤粉直接点火以及多相流动数值模拟等方面的教学与研究。
E -m ail :xin_nie2000@ 高温空气加热器是高温空气点火装置的关键设备,对安全稳定点燃煤粉,提高直接点火系统的经济效益,起着较为关键的作用。
常见的空气加热器多为使用电阻丝等电热导体制成的电加热器[1,2],其一般最高加热温度不超过700℃,且由于电阻丝多次反复升温后脆性加大[3],容易断裂,故而可靠性较差。
应用于高温燃烧使用的蓄热式高温空气加热器[4,5],虽然可以将空气加热至1000℃以上,但其需要使用高温烟气对蓄热体进行反复加热,只能用于高温燃烧这样的特定场合,无法用于高温空气冷炉点火。
浙江大学热能所对多种无油点火燃烧器进行研究[3,4],通过运用中频加热原理,研发了能转用于煤粉直接点火的多回程式高温空气加热器[6](图1),但该设备也存在结构复杂,加热效率较低等不足。
为此,在原有研究基础上,将中频加热设备和静态混合器相结合,开发了一种新型的混合器式高温空气加热器(图2)。
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3. 将电加热锅炉上面的蒸汽出口阀关闭。接 通电加热器总电源，依次合上锅炉电加热器的开 关，并将可调加热器旋至200V左右的位置进行加 热。观察锅炉上压力表和温度计的值，使其达到 所要求的温度。注意：压力不得超过0.35MPa!否 则，应立即关掉电源。
4. 当温度达到所要求的值时，打开蒸汽出口 阀门。打开冷凝水箱上部的流量调节阀，由于锅 炉的蒸发量一定，所以调节阀不宜开启太大，流 量（蒸发量）<6kg/h.(0.0017kg/s)
必须注意，蒸汽加热器蒸汽的放热量Q1等 于空气通过蒸汽加热器所得到的热量Q2
t p ——空气与蒸汽间算术平均差，℃
tp
tq
t1
t2 2
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其中:tq———蒸汽的温度, (℃),取决于蒸汽的压力。
t1 , t—2 ——加热前、后空气温度，℃。
蒸汽加热器内蒸汽的放热量Q1按下式计算： Q1=GE(i″－ i′)kw
空气通过空气加热器的阻力H，可由测量空气加 热器前后的静压差直接得出。
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三、实验装置
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四、实验方法及数据处理
1.实验之前,先熟悉实验装置的流程、测试步骤， 实验中所要调试的部件，并准备好测试仪表。
2.给电加热锅炉加水，使水位达到玻璃管水位计的 上部。(注意：水位不得低于水位计管的1/3处，以免烧 毁电加热管)。若水位不够，可给锅炉补水。步骤是： 启动水泵电源开关，打开锅炉下部的进水球阀向其补水 ，水位达到接近水位管的上部时，关闭阀门，切断水泵 电源。
空气加热器性能实验
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空气加热器是暖通空调系统中常用的换热 设备。它的类型很多，按其肋片加工方法不同 ，可分为：串片式、绕片式、轧片式等。按其 热媒的种类不同，可分为蒸汽加热器或热水加 热器。
本实验以蒸气加热器传热为具体对象。 其蒸汽加热器为铜管串铝片。其参数为： 换热面积： F = 2.93m2; 流通截面积：f = 0.08875m2。
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一、实验目的
（1）通过本实验熟悉和掌握空气加热器换 热量及传热系数的测定方法。 （2）通过本实验熟悉和掌握空气加热器阻 力的测定方法
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二、实验原理
空气加热器的传热系数由下式确定：
k Q
kW/(m2•C)
F t p
F——传热面积，m2，已知
Q——蒸汽与空气通过间壁交换的热量（W），
其中：GE—— 蒸汽量，kg/s; i″——入口蒸汽比焓，kJ/kg; i′——出口凝结水比焓，kJ/kg;
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空气通过蒸汽加热器所得到的热量Q2，按下列计算:
Q2 = Gk Cp(t2－t1), kW
其中：G k——被加热的空气量，kg/s; Cp ——空气定压比热，Cp = 1.01 （kJ/kg·℃）
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5. 排除换热器出口凝结水位管内的空气，调节 其水位，使水位稳定，以保持换热器出口不出蒸汽， 计维持过冷度。
6. 调节蒸汽过器的电压，使空气加热器入口 处的蒸汽过热度为2℃，以防蒸汽带水（一般情况下 可不用）。
7. 待系统稳定后，实验测定方可进行，测量并 记录所有实验参数，其结果列入表1直至这一工况结 束。改变工况，并检查锅炉水位，进行下一工况。
8. 所有实验工况测定结束后，关闭锅炉及过热 器的加热开关。风机继续运行5分钟后关闭。最后关 闭总电源。
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五、思考问题
1、对于热水加热器，如何设计实验系统及测量方案。 2、试述空气加热器的校核计算
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