气—气热管换热器实验台.doc

气—气热管换热器实验台
说明书
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
流速： [m/s]
流量： VL=FLVL [m3/s]
b．循环段
流速： [m/s]
流量： VR=FRVR [m3/s]
2．换热量计算
a．受热段换热量 [W]
b．循环段换热量 [W]
c．平均换热量 [W]
3．热平衡误差计算
4．传热系数计算
式中：PL，PR —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，ΔPR —受热段、循环段测速笛形管压差 [Pa]
ξL=1.025,ξR =1.036 —受热段、循环段测速段笛形管压差修正系数
αL，αR —受热段、循环段测速段笛形管流量修正系数
ρL，ρR —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。
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