换热器实验.doc

12传热综合实验一 实验目的1 通过对空气水蒸气简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数ai的测定方法，加深对其概念和影响因素的确良理解。并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=AremPr0.4中常数A、m的值。2 通过对管程内部插有螺旋线圈的空气水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式Nu=Brem中常数B、m的值和强化比Nu/Nu。，了解强化传热的基本理论和基本方式。3 通过对几种各具特点、不同形式的热电偶线路的实验研究，掌握热电偶的基本理论以及第三导线、补偿导线的概念，了解热电偶正确的使用方法。二 实验内容与要求实验31实验32实验33实验内容与要求测定56个不同流速下简单套管换热器的对流传热系数ai;(2)对ai的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=AremPr0.4中常数A、m的值。测定56个不同流速下强化套管的对流传热系数ai;对ai的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=AremPr0.4中常数A、m的值。同一流量下，按实验一所得准数关联式求得Nu。，计算传热强化比Nu/Nu。在热电偶热端恒定不变的情况下测量17号线路的热点势，观察不同线路的情况。同时测量4号（5号）线路在t=t,tt,t1，而且它的值越大，强化效果越好。三、设备主要技术数据1、 传热管参数 表1 实验装置结构参数实验内管内径di(mm)19.25实验内管外径do(mm)22.01实验内管内径Di(mm)50实验内管外径Do(mm)52.5总管长（紫铜内管）L(mm)1.30测量段长度l(mm)1.00强化内管内插物（螺旋线圈）尺寸丝径h(mm)1节距H(mm)40加热釜操作电压200伏操作电流10安L/d=1300/19.2567.660V=23.80其中：V空气入口温度（及流量计处温度）下的体积流量，m/h； p孔板两端压差，Kpa； 空气入口温度（及流量处温度）下密度Kg/m。2、 空气流量计（1） 由孔板与压力传感器及数字显示仪表组成都市空气流量计。（2） 不锈钢孔板的孔径比m=17mm/44mm0.39（3） 孔板流量计为非标准设计，故进行了整体校正，得到空气流量V（m/h）与压差之间的关系，由公式（1）计算。（4） 要想得到实验条件下的空气流量V（m/h），则需按下式计算： V=V其中：V实验条件（管内平均温度）下的空气流量，m/h ;at管内平均温度，C；ti传热内管空气进口（即流量计处）温度，C；3、 温度测量（1） 空气入传热管测量段前的温度t(C)，由电阻温度计测量，可由数字显示仪表直接读出。（2） 空气出热管测量段时的温度t(C)，由电阻温度计测量，可由数字显示仪表直接读出。（3） 管内壁面平均温度Tw（C）由数字式毫伏计测出与其对应的热电势E（mv，热电偶是由铜康铜组成），再由E根据公式：T（C）=8.5+21.26*E(mv)计算得到。4、 电加热釜是产生水蒸水汽的装置,使用体积为7升(加水至液位计的上端红线)，内装有一支2。5kw的螺旋形电热器，当水温为30C时，用200伏电压加热，约25分钟后水便沸腾，为了安全和长久使用，建议最高加热（使用）电压不超过200伏（由固态调压器调节）。5、 气源（鼓风机）又称旋涡气泵，XGB2型，由无锡市仪表二厂生产，电机功率约0.75kw（使用三相电源），在本实验装置上，产生的最大和最小空气流量基本满足要求，使用过程中，输出空气的温度呈上升趋势。6、 稳定时间 是指在外管内充满饱合蒸汽，并在不凝气排出口有适量的汽（气）排出，空气流量调节器好后，过15分钟，空气出口的温度t(C)可基本稳定。四、实验设备流程图：见附图所示。五、实验方法及步骤1、 实验前的准备和检查工作。（1）、向电加热釜加水至液位计上端红线处。（2）、向冰水保温瓶中加入适量的冰水，并将冷端补偿热电偶插入其中。（3）、检查空气流量旁路调节阀是否全开，电压调节电位器是否旋至最左端（逆时针方向）。（4）、检查普通管支路各控制阀是否已打开。保证蒸汽和空气管线的畅通。（5）、接通电源总闸,启动电加热开关,开始加热.2、 实验开始(1) 一段时间后水沸腾，水蒸汽自行充入普通套管换热器外管，观察蒸汽排出口有恒量蒸汽排出，标志着实验可以开始。(2) 约加热十分钟后，可提前启动鼓风机，保证实验开始时空气入口温度t(C)比较稳定。(3) 调节空气流量旁路阀的开度，使压差计的读数为所需的空气流量值（当旁路阀全开时，通过传热管的空气流量为所需的最小值，全关时为最大值）。(4) 稳定58分钟左右可转动各仪表选择开关读取t，t，E值。（注意：第一个数据点必须稳定足够的时间）(5) 重复（3）与（4）共做56个空气流量值。(6) 最小，最大流量值一定要做。(7) 整个实验过程中，加热电压可以保持（调节）不变，也可随空气流量的变化作适当的调节。3、 转换支路，重复步骤2的内容，进行强化套管换热器的实验，测定56组实验数据。4、 实验结束（1） 关闭加热器开关。（2） 过5分钟后关闭鼓风机，并将旁路阀全开。（3） 切断总电源。（4） 若需几天后再做实验，则应将电加热釜和冰水保温瓶中的水放干净。六、 用本实验设备应注意的事项1、 由于采用热电偶测温，所以实验前要检查冰桶中是否有冰水混合物共存。检查热电偶的冷端，是否全部浸没在冰水混合物中。2、 检查蒸汽加热釜中的水位是否在正常范围内。特别是每个实验结束后，进行下一实验之前，如果发现水位过低，应及时补给水量。3、 必须保证蒸汽上升管线的畅通。即在给蒸汽加热釜电压之前，两蒸汽支路控制阀之一必须全开。在转换支路时，应先开启需要的支路阀，现关闭另一侧，且开启和关闭控制阀必须缓慢，防止管线截断或蒸汽压力过大突然喷出。4、 必须保证空气管线的畅通。即在接通风机电源之前，两个空气支路控制阀之一和旁路调节阀必须全开。在转换