换热器综合实验台

换热器综合实验台

实验指导书

换热器性能实验主要对应用较广的间壁式换热器中的三种换热器—套管式换热器、螺旋板式换热器和列管式换热器进行其性能的测试.其中,对套管式换热器和螺旋板式换热器可以进行顺流和逆流两种流动方式的性能测试,而列管式换热器只进行一种流动方式的性能测试.

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误差等,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.

一、实验目的

1、熟悉换热器性能的测试方法；

2、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；

3、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；

4、绘制换热器传热性能曲线

二、实验装置

实验装置采用(换热器综合实验台),其流程图如图1所示.换热形式为热水-冷水换热.

热水加热采用电加热式（可调节加热功率），冷水为循环用水（可外接自来水），顺逆流的换向阀及各种换热器的切换均采用电控阀门控制，冷、热流体的进出口温度采用温度数显仪，可以通过琴键开关来切换测温点。

三、实验操作

1、实验前准备

①熟悉实验装置及使用仪表的工作原理和性能。

②更换并安装好需要测试的换热器。

③按顺流（或逆流）方式调整冷流换向阀门组和各阀门的开或闭。

④冷、热水箱充水。

2、进行实验

①接通电源，启动冷水泵和热水泵（为了提高热水温升速度，可先不启动冷水泵），

并调节好合适的流量。

②调整控温仪，使其能使加热水温控制在80℃以下的某一指定温度。

③将热水箱的手动和自动电加热器均送电投入使用。

④待自动电加热器第一次动作之后，切断手动电加热器开关。此后，加热系统进入

自动控温状态。

⑤利用温度测点选择琴键开关和温度数显仪，观测和检查换热器冷、热流体的进出

口温度。

⑥待冷、热流体的温度基本稳定后，即可测读出这些测温点的温度数值，同时在流

量计上测读冷、热流体的流量读数。

把这些测试结果记录在事先设计好的实验记录表（如下表）中。

⑦如需要改变流动方向（顺、逆流）的实验，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））进行实验，或需要重复进行

实验时，都就要重新安排实验，实验方法与上述基本相同。记录下这些实验的测

试数据。

⑧实验结束后，首先关闭电加热器，5分钟后切断全部电源。

实验台参数：

1、换热器换热面积（F）：

①套管式换热器 0.45m2

②螺旋板式换热器 0.65 m2

③列管式换热器 1.05 m2

2、电加热器总功率（名义） 7.5W

3、热水泵

①允许工作水温＜８０℃

②额定流量：

③扬程：

④电机：220V W

4、冷水泵

①额定流量：

②扬程：

③电机：220V W

5、转子流量计

①型号：

②测量范围：

四、实验数据处理

1、实验数据记录表

表1 实验数据记录表换热器名称：环境温度：

2、 数据计算

热流体放热量：)(211T T G c Q R pR -= W 冷流体吸热量：)(212t t G c Q L pL -= W 平均换热量：2)(21Q Q Q += W 热平衡误差：%100)(21⨯-=∆Q Q Q W 对数传热温差：)/ln(/)(1212T T T T t ∆∆∆-∆=∆℃ 传热系数：t F Q k ∆=/

式中：pL c 、pR c —冷热水的定压比热，[J/kg ℃]

L G 、R G —冷热水的流量，kg/s 1T 、2T —热水的进出口温度，℃

1t 、2t —冷水的进出口温度，℃

F —换热器的换热面积，m 2

t ∆—对数传热温差，℃

3、 绘制传热性能曲线，并做比较

（1） 以传热系数为纵坐标，冷水（热水）流速或流量为横坐标绘制传热性能曲线 （2） 对三种不同形式的换热器进行比较 [注意事项]：

1、 热流体在热水箱中加热温度不得超过80℃。

2、实验台使用前应加接地线，以保安全。