热管换热器实验

11.4 热管换热器实验

11.4.1 实验目的

1. 了解热管换热器实验台的工作原理；

2. 熟悉热管换热器实验台的使用方法；

3. 掌握热管换热器换热量Q和传热系数K的测量和计算方法；

11.4.2 实验台的结构及其工作原理

热管换热器实验台的结构如下图所示。实验台由翅片管(整体绕制)、热段风道、冷段风

7—温度数显仪表8—工况选择开关9—琴键开关10—支架11—热段风机

热段中的电加热器使空气加热，热风经热段风道时，通过翅片管进行换热和传递，从而使冷段风道的空气温度升高。利用风道中的热电偶对冷、热段的进出口温度进行测量，并用热球风速仪对冷、热段的出口风速进行测量，从而可以计算换热器的换热量Q和传热系数K。

11.4.3 实验台参数

1.冷段出口内径：D=180mm

2.热段出口内径：D=180mm

3.冷段传热表面参数：

翅片管长280mm 钢管直径21mm 翅片直径40mm 翅片个数104个

4.热段传热表面参数：

翅片管长280mm 钢管直径21mm 翅片直径40mm 翅片个数104个

11.4.4 实验步骤

1.连接电位差计和冷热端热电偶（如无冰水条件，可不连接冷段热电偶，而将冷段热电偶的接线柱短路。这样，测出的温度应加上室温）；

2.接通电源；

3.将工况开关按在“工况Ⅰ”位置（Ⅰ－450W ），此时电加热器和风机开始工作；

4.用热球风速仪在冷、热段出口的测孔中测量风速（为使测量工作在风道温度不超过40℃的情况下进行，必须在开机后立即测量）。风速仪使用方法，请参阅该仪器说明书；

5.待工况稳定后（约20分钟后），按下琴键开关，切换测温点，逐点测量工况I 的冷热段进口温度（参看实验台结构图）；

6．将工况开关按在“工况Ⅱ”位置（Ⅱ－1000w ），重复上述步骤，测量工况Ⅱ的冷热段进口温度；

7.实验结束后，切断所有电源。

11.4.5 实验数据处理

将实验测得的数据填入下表中：

表11.4－1

[附]将实验所用的仪器名称、规格、编号及实验日期、室温等填入上表中的备注栏。

计算换热量、传热系数及热平衡误差： 1.工况Ⅰ(Ⅰ-450W)

冷段换热量 Q L ＝ρL ___

L v ·F L ·C PL (t L2－t L1) [W] 热段换热量 Q r ＝ρr ___

r v ·F r ·C Pr (t r1－t r2) [W] 热平衡误差 δ＝（Q r －Q L ）/Q r ％ 传热 系数 K ＝Q L /(f L ·△t)

式中___L v ，___

r v ――冷、热段出口平均风速 [m/S]； F L ， F r ――冷、热段出口面积 [m 2

]；

t L1 ，t L2 ，t r1，t r2――冷、热段进出口风温 [℃]； ρL ，ρr ――冷、热段出口空气密度 [Kg/m 3]; f L ――冷段传热面积[m 2]；

1221

22

r L r L t t t t t ++=

-△ [℃]； 2.工况Ⅱ（Ⅱ－1000W ）

方法同上。

将上面数据整理所求的两种工况的实验结果填入下表，并进行比较分析。

表11.4－1