《热质交换原理与设备》实验指导书概要1.docxVIP

教学实验 2015-10热质交换原理与设备实验指导书湘潭大学土木工程工程与力学学院建筑环境与设备工程专业2015年10月内部使用目录实验一散热器热工性能实验实验二汽—液式翅片管换热器实验实验一散热器热工性能实验一、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，计算分析散热气的散热量与热媒流量G和温差ΔT的关系。二、实验装置见图一：图一散热器热工实验装置示意图1.散热器阻力、温度取样点 2.测压差阀门组 3.散热器水流量调节阀 4. 转子流量计5.温度压差巡检仪 6. 温控表7.电压表8. 电流表 9.水位计10.水泵开关及加热开关组1、2.上水调节阀 13.散热器 14.内置加热水箱、循环水泵的模拟墙体三、实验原理：本实验的实验原理是在稳定的条件下测定出散热器的散热量：Q=GCP（tg-th） [kJ/h]式中：G——热媒流量， kg/h；CP——水的比热，kJ/Kg·℃；tg、th——供回水温度，℃。每组散热面积为：2m2上式计算所得散热量除以3.6即可换算成[W]。由于实验条件所限，在实验中尽量减少室内温度波动。低位水箱内的水由循环水泵打入高位水箱，被电加热器加热，并由温控器控制其温度在某一固定温度波动范围，由管道流入散热器中，经其传热将一部分热量散入房间，降低温度后的回水通过转子流量计流入低位水箱。流量计计量出流经每个散热器在温度为th时的体积流量。循环泵打入高位水箱的水量大于散热器回路所需的流量时，多余的水量经溢流管流回低位水箱。四、实验步骤：1、测量散热器面积。2、系统充水，注意充水的同时要排除系统内的空气。3、打开总开关，启动循环水泵,使水正常循环。4、将温控器调到所需温度（热媒温度）。打开电加热器开关，加热系统循环水。5、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、温差达到一个相对稳定的值，如不稳定则须找出原因，系统内有气应及时排除，否则实验结果不准确。6、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。散热器供回水温度tg与th及室内温度t，均采用Pt100.1传感器，配数显巡检测试仪直接测量，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。Gt=L/1000=L·10-3 m3/h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/hG=Gt·ρt （tg/h）式中：G——热媒流量，（kg/h）；ρt——温度为th时的水的密度，（kg/ m3）。7、改变工况进行实验：a、改变供回水温度，保持水量不变。b、改变流量，保持散热器平均温度不变。即保持恒定8、实验测定完毕：a、关闭电加热器；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、阻力测试：就是通过测试装置测出通过散热器不同水量时所损失的压力及在工程设计中所需要的散热器阻力系数，以便向采暖系统工程设计提供参数。测试装置U型压差计见图二。图二倒U型压差计测试原理：水流通过散热器时，不仅流速和方向发生变化，并且由于散热器内腔的形状比较复杂，流通断面和形状的变化使水流产生涡流、撞击、转向及摩擦，从而消耗了能量，形成了水流阻力。水流为克服这些阻力就要损失能量，能量损失的大小与水流速度的平方成正比，对于不同形式的散热器，同一水量通过时能量损失也不同，因此，需通过测试得到各种散热器的阻力系数。利用流体力学中的阻力计算公式： 则推出阻力系数：式中： － 散热器的阻力系数；－ 水在散热器供水管中的流速；m/s；其连接管径DN15 d=15.6 mm； － 水流在散热器进、出口所产生的能量损失，。测散热器进出口二个测压点的压差等于散热器局部水头损失：=式中：－ 连接两点的U形压力计的读数，m；U型压差计操作要点：1、关闭U型压差计上的所有阀门；2、安装测压管；3、启动系统充水运行后，打开连通阀2；4、打开连高、底压测压管上的阀门1、7；5、打开排气阀4或5，使水位在测压管中间位置左右，然后关闭排气阀；6、关闭连通阀2，既可以正常测出压差。六、实验报告：(1) 流量恒定，改变供回水温度N0供水温度tg(℃)回水温度th(℃)室温t(℃)流量G（kg/h）散热量Q（W）123(2)供回水温度恒定，流量改变N0供水温度tg(℃)回水温度th(℃)室温t(℃)流量G（L/h）压力差散热量Q（W）阻力系数123七、注意事项：1、测温点应加入少量机油，以保持温度稳定；2、上水箱内的电热管应淹没在水面下时，才能打开，本实验台有自控装置；但亦应经常检查。3、实验台应接地。附：巡检仪设置控