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气—气热管换热器实验台说明书

2018-01-17 20:33 点击:
一、实验目的
1.掌握气—气热管换热器换热量Q和传热系数K的测试和计算方法。
2.了解热管换热器换热量与风温、风速及热管倾斜角度等能数的关系。
3.熟悉热管换热器实验台的工作原理和使用方法。
二、实验台的结构、工作原理及其参数
1.实验台的结构如下图一所示
  
                    图1  实验台的结构简图
1.冷端风机 2.测温点3. 热管组4.笛形管5.风量调节6.热风机7.热风调节8.电加热器组9. 笛形管10.热风循环管道 11工作台旋转台12.仪表盘
实验台的主要由翅片式(铝轧片管)热管换热器、电加热器组、冷热端风机、风量调节阀门、测速笛形管、数显式测温系统和工作台等组成,其结构特点如下:
(1)热段空气采用循环系统,系统温升快、省电。
(2)热风电加热系统可无级调节功率,因而温度升温灵活、稳定。
(3)采用数显式测温系统,具有快速、准确、方便等特点。
(4)实验台可绕支点向前方旋转90度,除可测量热管换热器热端空气温度、空气流速等参数与换热量的关系外,还可进行热管倾斜角度对热管工作性能影响的测定。
2.工作原理
经热端风机压出的空气被电加热器加热后流经热管器下半部、加热并启动热管,热管内部工质(丙酮)受热沸腾,其蒸汽将热量带出热管换热器上半部,并通过翅片加热冷端空气,蒸气冷凝后沿管壁流向热管下半部。
冷、热端空气的流量是通过笛形管用微压计来测量,空气温度利用数显式测温仪表测量并显示,可通过琴键开关进行测点转换。
3.实验台参数
(1)冷、热端测速段风管截面积  (D=160mm)
   m2
(2)冷、热端热管结构参数:
       
                        冷、热端热管结构图
(3)热管换热器冷、热端传热表面积
m2(或根据直径计算)
(4)安装形式:14根3列竖向、叉排。
三、实验操作步骤
1.将电源插头插在插座上并合上总电源开关。此时,温度仪表显示。
2.开启循环风机开关,调节循环风机风量(利用风机进口处的风量调节板,改变其面积来进行调节)
3.全开电加热器(电热器开关受循环风机开关控制,只有当循环风机开启后才能接通电加热器开关)。
4.通过巡检仪表可以看见每个点的温度,待该温度达到(70~80度或接近)实验值时,开启受热风机开关,并利用其出风口处的旋转调风阀改变其开口大小来调节受热端风量。
5.调节循环风温度,使其趋近和达到稳定。循环段进风温度是用电加热器调节旋钮来进行改变功率,温度自然有变化。
注意:热管换热器工作温度(循环风进口温度)为50~80℃,切忽超温使用,以防破坏热管。
6.在实验工况点稳定后即可测试。记录受热段、循环段的压差(Pa)及各测点空气温度值,记录工作每隔2~3分钟进行一次,取三次读值的平均值作为该点工况的测试数据(各点数据均在巡检仪上面显示出来)。
四、实验数据处理
1.受热段、循环段空气流量计算
a.受热段

式中:PL,P—受热段、循环段测速段全压 [Pa]
PLj,PR j —受热段、循环段测速段静压 [Pa]
ΔPL,ΔP—受热段、循环段测速笛形管压差 [Pa]
      ξL=1.025,ξ=1.036 —受热段、循环段测速段笛形管压差修正系数
αLαR —受热段、循环段测速段笛形管流量修正系数
ρLρ—受热段、循环段测速段空气密度 [kg/m3]
TL1, TL2 —受热段空气进出口温度    [℃]
TR1, TR2 —循环段空气进出口温度    [℃]
Δt——传热温差     [℃]
五、实验结构分析讨论
1.分析热平衡误差产生的原因
2.讨论热管换热器换热量(或传热系数)与可调参数的关系。