《供热工程》实验指导书.doc

《供热工程》实验

指
导
书

课程名称
项目名称
实验性质
实验要求
供热工程
室内热水采暖系统演示实验
验证性
必修
散热器性能实验
综合性
必修

东北林业大学土木工程学院
建筑环境与设备工程实验室
室内热水采暖系统演示实验
一、 实验目的
1、了解常见的采暖系统形式，掌握系统中各部件的作用及其连接方式，巩固课堂学习的知识。
2、了解热水在系统及散热器中的流动情况和规律。
3、了解空气在系统中存在的情况，认识排除系统中空气的重要性及其排气措施。
二、 演示装置

1—锅炉 2—循环水泵 3—给水箱 4—集气罐 5—膨胀水箱 6—模拟窗
7—散热器 8—20点测温总线 9—控制柜
Ⅰ—水平式单管顺流式系统 Ⅱ—水平式单管跨越式系统
Ⅲ—双管系统 Ⅳ—垂直式单管跨越式系统
Ⅴ—垂直式单管顺流式系统
三、 演示内容及过程
1、系统充水与排气
系统工作前，先将水充满给水箱3，然后打开阀门B和C，同时启动水泵2，向系统充水。充水时，不断地开闭集气罐放气阀，让系统的空气从集气罐4和膨胀水箱5中排出，待充水到一定程度，当集气罐溢流管有水流出时，关闭集气罐溢流阀门，水位继续上升，当自来水从膨胀水箱溢流管流出时，停止充水。若水位下降，就再次充水，直到水位在溢流管处为止。
当水位有所下降时，应分析其原因：
1） 系统内可能仍有空气存在；
2） 系统、设备、管道及阀门是否有漏水现象；
演示中，应观察：
① 在充水过程中，对于上供下回及下供上回式系统是怎样排气的？
② 如不排除系统中所存在的空气，对系统的正常运行有何影响？
2、自然循环演示
开启电热锅炉，在系统充水后，电热锅炉投入工作（应打开回水管上的阀门），这时，水泵不工作。
演示时，应注意观察：
（1）水中空气从溶解状态变成游离状态，气泡的聚集及浮升的过程和现象。并理解排气的重要性。
（2）观察水在系统中的循环状态，加深对重力压头的理解。
（3）膨胀水箱及各部管道的作用。
[注] 自然循环现象不明显，不易清楚的观察到。
3、机械循环演示
系统充满水后，启动锅炉，加热系统中的水，然后关闭阀门B，打开阀门A，热水在水泵的作用下，沿供水干管进入散热器，并通过散热器将热量放散到采暖房间。温度降低了的水从散热器流出，沿回水干道进入水泵加压，流回锅炉再加热。
演示中，应观察
（1） 机械循环与自然循环相比，水在系统中的流动状态有什么异同？
（2） 带跨越管的单立管中，热水流量的分配情况如何？
4、停止演示运行
（1） 先关闭电加热器的电器开关。
（2） 关闭水泵的电开关。
（3） 打开泄水阀门，使水从系统中排掉。
四、 思考题：
1、膨胀水箱的作用是什么？
2、膨胀水箱有几根连接管，各起什么作用？每根连接管上是否都可以装阀门？
3、本演示装置中，室内热水采暖系统有几种连接方式？
4、单管顺流式系统和跨越式系统相比有什么优缺点？
5、简述本演示系统有哪几种方式排除空气？

散热器热工性能实验台
一、实验目的
1、通过实验了解散热器热工性能测定方法及低温水散热器热工实验装置的结构；
2、测定散热器的散热量Q，计算分析散热器的散热量与热媒流量G和温差△T的关系。
二、实验装置如下图

1、加热开关 2、流量计 3、压差计 4、保险 5、散热器
6、放气阀 7、温度测量仪 8、总电源开关 9、测压孔 10、测温孔
三、实验原理
本实验的实验原理是在稳定条件下测出散热器的散热量；

式中：G — 热媒流量 Kg/h
Cp — 水的比热 kJ/Kg·℃
tg、th — 供回水温度 ℃
上式计算所得热量除以3.6即可换算成瓦[W]
由于实验条件所限，在实验中应尽量减少室内温度波动。
水箱内的水由电加热器加热,经循环水泵打入转子流量计并由流量计供给两组不同的散热器，水箱内的水是由温控器控制其温度在某一固定温度点上，经散热器将一部分热量散入房间，降低温度后的回水流入低位水箱。流量计计量出流经每个散热器在温度为tg时的体积流量。
四、实验步骤
1、启动循环水泵，使水正常循环；在供水的同时要排除系统内的空气；
2、水有溢流时打开电加热器开关
3、将温控器调到所需温度（热媒温度）。
4、根据散热量的大小调节每个流量计入口处的阀门。使之流量达到一个相对稳定的值，如不稳定则需要找出原因，系统内有气应即时排出，否则实验结果不准确；
5、系统稳定后进行记录并开始测定
当确认散热器供、回水温度和流量基本稳定后，即可进行测定。散热器供水温度tg、th均用数显仪直接测量，流量用转子流量计测量。温度和流量均为每10分钟测读一次。

式中：L — 转子流量计读值 L/h
Gt — 温度为th时水的体积流量m³/h

Kg/h
式中：
G — 热媒流量 Kg/h
ρt —温度为th时的水的密度 Kg/m³
6．改变工况进行实验
a、改变供回水温度，保持水流量不变。
b、改变流量，保持散热器平均温度不变。

7、实验测定完毕
a、关闭电加热器开关
b、停止运行循环水泵
c、检查水、电等有无异常现象，整理测试仪器。
五、数据处理

No
供水温度
tg（℃）
回水温度
th（℃）
室温
t（℃）
流量
G （Kg/h）
阻力
ΔP（Pa）
散热量Q
（KJ/h）
（W）
1

2

3

4

5

1、计算并分析散热器的散热量Q。
2、散热器散热量与哪些因素有关？如何求得散热器的传热系数？
3、试绘制散热器的热媒流量（阻力）与散热量的关系曲线。