自然循环锅炉水循环实验
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实验报告
实验名称：自然循环锅炉水循环实验 院系：能源动力与机械工程 班级：热能 1004 班 姓名： 学号： 同组人： 实验日期：
华北电力大学
一、实验目的
1，认识和验证双锅筒工业锅炉工作原理。 2，半定量实验验证自然循环锅炉工作原理。 3，半定量试验验证停滞、倒流、下降管带汽等故障中的一种。
二、实验类型
表 3-1 自然循环锅内过程实验工况表
工况编号 1 2 3 电压，V AC 150 175 200 第一组 √ √ √ 第二组 √ √ √ 备注 各工况分别记录实验室干球温 度、湿球温度、相对湿度。
六、数据记录及处理
表 3-2
秒表 累计 气泡 1 气泡 2 气泡 3 气泡 4 气泡 5 气泡 6 气泡平均速度 （cm/s） 起始������1 (s) 终点������2 (s)
220V AC
220V AC
220V AC
B
四、实验原理
图3-1 工业锅炉演示实验台流程图
工业锅炉包括热水锅炉和蒸汽 锅炉两类。 工业锅炉的容量一般都小于 65t/h，蒸汽参数都小于 2.5MPa，350℃。因此工业锅炉的 蒸发受热面吸热量在总的吸热量中的比例很高，因此水冷壁的结构从炉底延伸到炉顶。 本实验台采用了这种结构，双锅筒、下降管、水冷壁结构。双锅筒锅炉的工作原理是水 冷壁中的工质（热水或者汽水混合物）密度小于下降管中的工质（热水）的密度。ΔρgH 就 是工业锅炉水循环的动力，其中 Δρ 是下降管中热水密度与水冷壁中热水或者汽水混合物的 密度之差，重力及速度 g=9.806m/s2，H 为锅炉循环回路的有效高度。工业锅炉循环水路的 阻力包括：沿程阻力（下降管、上升管部分的沿程阻力）和局部阻力（含下锅筒、上锅筒、 联箱等后壁元件的入口和出口部分的局部阻力） 循环回路中的工质在 ΔρgH 驱动下不断循环， 在水冷壁中被加热成参数合格的热水或者水蒸汽。一般而言，工业锅炉的循环倍率 K>15。 水循环特性稳定。 本实验台的特点是加热原件功率小，观察自然循环特性耗费的时间比较长。
验证型。
三、实验仪器
电加热自然循环汽包锅炉热台实验台。
实验台结构： 图 3-1 为实验台的 流程示意图。上锅筒（钢制，顶部 有排汽管通向大气） 、下锅筒（钢 制， 底部有放水管） 、 3 根下降管 （石 英玻璃管） 、 6 根水冷壁 （石英玻璃 管，外面缠绕电炉丝，电炉丝的两 端接在调压器的输出端上） 、调压 器（通过调节电压来调节水冷壁的 加热功率。调压器 I 控制第一、第 四回路；调压器 II 控制第二、第 五回路；调压器 III 控制第三、第 六回路。 ） 。
五、实验内容和步骤
1.实验内容： 1）观察热态实验台自然循环锅炉的工作过ห้องสมุดไป่ตู้。
2）观察停滞、倒流、下降管带汽等现象中的至少一种。 3）调整加热功率 P（任何一组调压器的输出的电压不得超过 200 伏特。电压参数通过电 压表观察，通过调压器旋转手轮控制。 ） ，记录水冷壁中工质的上升速度 wh。 4）分析电热丝的加热功率与水冷壁中工质的上升速度之间的关系。 5）分析实验台产生停滞、倒流、下降管带汽等现象的原因。 6）给出改进实验效果和精度的建议。
实验操作卡
工况：150V 距离 （cm） 气泡速度 （cm/s） 干球温度 （℃） 湿球温度 （℃） 相对湿度 （%）
工况：175V 秒表 累计 气泡 1 气泡 2 气泡 3 气泡 4 气泡 5 气泡 6 气泡平均速度 （cm/s） 工况：200V 秒表 累计 气泡 1 气泡 2 气泡 3 气泡 4 气泡 5 气泡 6 气泡平均速度 （cm/s） 起始������1 (s) 终点������2 (s) 距离 （cm） 气泡速度 （cm/s） 干球温度 （℃） 湿球温度 （℃） 相对湿度 （%） 起始������1 (s) 终点������2 (s) 距离 （cm） 气泡速度 （cm/s） 干球温度 （℃） 湿球温度 （℃） 相对湿度 （%）
2.实验步骤
1）将上锅筒水位控制在中心线附近。 2）打开总电源。 3）将 3 组调压器输出电压调到 110V。 4）加热 20 分钟。 5）观察自然循环过程。 6）从下联箱放水管放水，将上联箱水位控制在 10mm 左右。 7）将 2 组调压器输出电压调到 180V。另外一组调压器输出电压调到 100V。 8）观察停滞、倒流、下降管带汽现象。 9）将 3 组调压器输出电压恢复到 0V。 10）记录实验室的干湿球温度计读数。 11）清理实验现场的水、各种杂物。 12）经过实验指导教师确认无误后，离开实验室。 13）实验工况表见表 3-1，实验操作卡见表 3-2。
原始数据
实验名称：自然循环锅炉水循环实验 院系：能源动力与机械工程 班级：热能 1004 班 姓名： 学号： 同组人： 实验日期：
华北电力大学
一、实验目的
1，认识和验证双锅筒工业锅炉工作原理。 2，半定量实验验证自然循环锅炉工作原理。 3，半定量试验验证停滞、倒流、下降管带汽等故障中的一种。
二、实验类型
表 3-1 自然循环锅内过程实验工况表
工况编号 1 2 3 电压，V AC 150 175 200 第一组 √ √ √ 第二组 √ √ √ 备注 各工况分别记录实验室干球温 度、湿球温度、相对湿度。
六、数据记录及处理
表 3-2
秒表 累计 气泡 1 气泡 2 气泡 3 气泡 4 气泡 5 气泡 6 气泡平均速度 （cm/s） 起始������1 (s) 终点������2 (s)
220V AC
220V AC
220V AC
B
四、实验原理
图3-1 工业锅炉演示实验台流程图
工业锅炉包括热水锅炉和蒸汽 锅炉两类。 工业锅炉的容量一般都小于 65t/h，蒸汽参数都小于 2.5MPa，350℃。因此工业锅炉的 蒸发受热面吸热量在总的吸热量中的比例很高，因此水冷壁的结构从炉底延伸到炉顶。 本实验台采用了这种结构，双锅筒、下降管、水冷壁结构。双锅筒锅炉的工作原理是水 冷壁中的工质（热水或者汽水混合物）密度小于下降管中的工质（热水）的密度。ΔρgH 就 是工业锅炉水循环的动力，其中 Δρ 是下降管中热水密度与水冷壁中热水或者汽水混合物的 密度之差，重力及速度 g=9.806m/s2，H 为锅炉循环回路的有效高度。工业锅炉循环水路的 阻力包括：沿程阻力（下降管、上升管部分的沿程阻力）和局部阻力（含下锅筒、上锅筒、 联箱等后壁元件的入口和出口部分的局部阻力） 循环回路中的工质在 ΔρgH 驱动下不断循环， 在水冷壁中被加热成参数合格的热水或者水蒸汽。一般而言，工业锅炉的循环倍率 K>15。 水循环特性稳定。 本实验台的特点是加热原件功率小，观察自然循环特性耗费的时间比较长。
验证型。
三、实验仪器
电加热自然循环汽包锅炉热台实验台。
实验台结构： 图 3-1 为实验台的 流程示意图。上锅筒（钢制，顶部 有排汽管通向大气） 、下锅筒（钢 制， 底部有放水管） 、 3 根下降管 （石 英玻璃管） 、 6 根水冷壁 （石英玻璃 管，外面缠绕电炉丝，电炉丝的两 端接在调压器的输出端上） 、调压 器（通过调节电压来调节水冷壁的 加热功率。调压器 I 控制第一、第 四回路；调压器 II 控制第二、第 五回路；调压器 III 控制第三、第 六回路。 ） 。
五、实验内容和步骤
1.实验内容： 1）观察热态实验台自然循环锅炉的工作过ห้องสมุดไป่ตู้。
2）观察停滞、倒流、下降管带汽等现象中的至少一种。 3）调整加热功率 P（任何一组调压器的输出的电压不得超过 200 伏特。电压参数通过电 压表观察，通过调压器旋转手轮控制。 ） ，记录水冷壁中工质的上升速度 wh。 4）分析电热丝的加热功率与水冷壁中工质的上升速度之间的关系。 5）分析实验台产生停滞、倒流、下降管带汽等现象的原因。 6）给出改进实验效果和精度的建议。
实验操作卡
工况：150V 距离 （cm） 气泡速度 （cm/s） 干球温度 （℃） 湿球温度 （℃） 相对湿度 （%）
工况：175V 秒表 累计 气泡 1 气泡 2 气泡 3 气泡 4 气泡 5 气泡 6 气泡平均速度 （cm/s） 工况：200V 秒表 累计 气泡 1 气泡 2 气泡 3 气泡 4 气泡 5 气泡 6 气泡平均速度 （cm/s） 起始������1 (s) 终点������2 (s) 距离 （cm） 气泡速度 （cm/s） 干球温度 （℃） 湿球温度 （℃） 相对湿度 （%） 起始������1 (s) 终点������2 (s) 距离 （cm） 气泡速度 （cm/s） 干球温度 （℃） 湿球温度 （℃） 相对湿度 （%）
2.实验步骤
1）将上锅筒水位控制在中心线附近。 2）打开总电源。 3）将 3 组调压器输出电压调到 110V。 4）加热 20 分钟。 5）观察自然循环过程。 6）从下联箱放水管放水，将上联箱水位控制在 10mm 左右。 7）将 2 组调压器输出电压调到 180V。另外一组调压器输出电压调到 100V。 8）观察停滞、倒流、下降管带汽现象。 9）将 3 组调压器输出电压恢复到 0V。 10）记录实验室的干湿球温度计读数。 11）清理实验现场的水、各种杂物。 12）经过实验指导教师确认无误后，离开实验室。 13）实验工况表见表 3-1，实验操作卡见表 3-2。
原始数据