气气列管换热器实验指导书1Word文档下载推荐.docx

1、一、 实验目的1测定列管式换热器的总传热系数。 2考察流体流速对总传热系数的影响。 3比较并流流动传热和逆流流动传热的特点。二、基本原理在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面进行热量交 换，称为间壁式换热。如图（41）所示，间壁式传热过程热流体对固体壁面的对流传热， 固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。达到传热稳定时，有TTWtWt图41间壁式传热过程示意图 Qm1cp1T1T2m2cp2t2t1KAtm式中：Q 传热量，J / s；m1 热流体的质量流率，kg / s； cp1 热流体的比热，J / （kg ）； T1 热流体的进口温度，；第 2 页T2 热流

2、体的出口温度，； m2 冷流体的质量流率，kg / s； cp2 冷流体的比热，J / （kg ）； t1 冷流体的进口温度，； t2 冷流体的出口温度，；K 以传热面积A为基准的总给热系数，W / （m2 ）； tm 冷热流体的对数平均温差，；热、冷流体间的对数平均温差可式计算。tmT1t2T2t1Ttln12T2t1 列管换热器的换热面积可式算得。AndL其中，d为列管直径，L为列管长度，n为列管根数，以上参数取决于列管的设计，详见下文附表。此可得换热器的总给热系数。KQ Atm在本实验装置中，为了尽可能提高换热效率，采用热流体走管内、冷流体走管间形式，但是热流体热量仍会有部分损失，所以Q

3、应以冷流体实际获得的热能测算，即Q2V2Cp2（t2t1）则冷流体质量流量m2已经转换为密度和体积等可测算的量，其中V2为冷流体的进口体积流量，所以2也应取冷流体的进口密度，即需根据冷流体的进口温度查表确定。 除查表外，对于在0100之间，空气的各物性与温度的关系有如下拟合公式。 空气的密度与温度的关系式：10t10t第 3 页共 6页 523气-气列管换热实验 （LH100B）实验指导书空气的比热与温度的关系式：60以下Cp1005 J / （kg ）,70以上Cp1009 J / （kg ）。三、 实验装置与流程名称 冷流体进口温度 逆流出口温度 并流出口温度 热流体进口温度 热流体出口温

4、度 热风流量 冷风流量 符号 t1 t2 t2 T1 T2 V1 V2 单位 m3/h m3/h 备注 热流体走管内，冷流体走管间。列管规格252mm，即内径21mm，共7根列管，长1m，则换热面积共。本装置采用冷空气与热空气体系进行对流换热。热流体风机1吸入经流量计V1计量后，进入加热管预热，温度测定后进入列管换热器管内，出口也经温度测定后直接排出。冷流体风机2吸入经流量计V2计量后，温度计测定其进口温度，并闸阀选择逆流或并流传热形式。即：上图冷风左侧进口阀打开即为逆着热风的流向，相应的也应打开对角处的逆流出口阀，这就是逆流换热的流程；类似的，将冷风右侧进口阀打开即为并着热风的流向，打开对角

5、的冷流体并流出口阀，这就是并流换热的流程。冷热流体的流量可各自风机的旁路阀调节。第 4 页四、 操作步骤1. 打开总电源开关、仪表开关，待各仪表温度自检显示正常后进行下步操作。2. 打开热流体风机的出口旁路，启动热流体风机，再调节旁路阀门到适合的实验流量。3. 开启加热开关，调节旋钮，使加热电压到一恒定值。4. 待热流体在恒定流量下的进口温度相对不变后，可先打开冷流体风机的出口旁路，启动冷流体风机。5. 若选择逆流换热过程，则将控制面板上温度切换显示开关调至逆流状态，打开冷流体进出管路上对应逆流流程的两个阀门。6. 然后以冷流体流量作为实验的主变量，调节风机旁路，从2080 m3/h流量范围内

6、，选取5到6个点作为工作点进行实验数据的测定。7. 待某一流量下的热流体和逆流的冷流体换热的四个温度相对恒定后，可认为换热过程基本平衡了，抄录冷热流体的流量和温度，即完成逆流换热下一组数据的测定。之后，改变一个冷流体的风量，再待换热平衡抄录又一组实验数据。8. 同理，可进行冷热流体的并流换热实验。注意：热流体流量在整个实验过程中最好保持不变，冷流体每次的进口温度会随风机发热情况不同，但在一次换热过程中，必须待热流体进出口温度相对恒定后方可认为换热过程平衡。9. 实验结束，应先关闭加热器，待各温度显示至室温左右，再关闭风机和其他电源。五、 数据处理及实验报告a） 逆流换热流程下，固定热流体流量，求取总换热系数K。 b） 并流换热流程下，固定热流体流量，求取总换热系数K。1、 原始数据记录表 编 流 热 流 体 温 度 （ ） 第 5 页 冷 流 体 流 量 共 6页 温 度 （ ） 号 量 （m/h） 3气-气列管换热实验 （LH100B）实验指导书 3（m/h） T1 T2 t1 t2 1 2 3 4 5 62、计算结果表序号 QC（W）QH（W）Q（W）tm（） K（W/m2）1 2 3 4 5 6 六、思考题1、 在实验中有哪些因素影响实验的稳定性？ 2、 影响传热系数K的因素有哪些？第 6 页共 6页