換熱器試驗(yàn)臺(tái)使用說明 1、換熱器試驗(yàn)臺(tái)的用途:通過實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步了解換熱器的工作原理,測(cè)量流體的流量和溫度等相關(guān)數(shù)據(jù), 計(jì)算換熱器的傳熱和傳熱。 記錄平均溫差,分析換熱器的傳熱情況,比較順流和逆流的差異。2、換熱器試驗(yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)原理: 在換熱器中,需要進(jìn)行熱交換的冷熱流體通常在實(shí)體壁的兩側(cè)流動(dòng)。 將熱量從壁面一側(cè)的流體傳遞到另一側(cè)的流體的過程稱為傳熱過程。 傳熱過程中傳遞的熱量與冷熱流體的溫差和傳熱面積成正比,即:F——傳熱面積[㎡] (1) 管式換熱器 0.3m2 (2) 板式換熱器 0.14m2 (3) 套管式換熱器 0.03m2 電加熱器 4kw△T — 冷熱流體平均溫差 [℃] K — 換熱器傳熱系數(shù) [W/m·℃] Q — 冷熱 流體單位時(shí)間內(nèi)交換的熱量[W] 冷熱流體之間的平均溫差△T常采用對(duì)數(shù)平均溫差。
對(duì)于工業(yè)上常用的順流和逆流換熱器,其對(duì)數(shù)平均溫差由下式計(jì)算: Tmax——換熱器兩端冷熱流體溫差較大者 △Tmin——二 換熱器兩端冷熱流體的溫差越小換熱器兩端冷熱流體的溫差及各流體中的溫度分布如圖a和圖 灣 當(dāng)△Tmax/△Tmin的比值小于等于1.7時(shí),對(duì)數(shù)平均溫差可以簡(jiǎn)單地用算術(shù)平均溫差代替,即除公式(2)計(jì)算的平均溫差外, 上游和逆流流動(dòng),其他流動(dòng)形式的對(duì)數(shù)平均溫差可以通過假設(shè)逆流條件的對(duì)數(shù)平均溫差乘以一個(gè)修正系數(shù)得到。 修正系數(shù)的值可以在各種傳熱書籍或換熱器手冊(cè)中找到。 電子工藝實(shí)訓(xùn)裝置的主要任務(wù)是確定傳熱系數(shù)K。實(shí)驗(yàn)過程中,來自恒溫?zé)崴涞臒崴ㄟ^水泵和轉(zhuǎn)子流量計(jì)后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)換熱器的內(nèi)管。 用熱電阻測(cè)量換熱器熱水進(jìn)出水口的水溫。 來自換熱器內(nèi)管的冷卻熱水仍返回?zé)崴?,重新加熱循環(huán)使用。 冷卻水從自來水經(jīng)過轉(zhuǎn)子流量計(jì)后進(jìn)入換熱器套管。在套筒內(nèi)加熱的冷卻水向外排放,一般不再循環(huán)使用。 外殼用絕緣層包裹,以限度地減少對(duì)外界的熱量損失。冷卻水的入口和出口溫度用熱電阻測(cè)量。通常要求冷熱側(cè)熱平衡誤差小于3%。 實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)各溫度達(dá)到穩(wěn)定條件時(shí),測(cè)量冷、熱流體進(jìn)出口溫度和冷、熱流體流量,通過換熱面的總傳熱量可計(jì)算為 下式: M1、M2——冷、熱流體的質(zhì)量流量[kg/s] Cp1、Cp2——冷、熱流體的比熱[kJ/kg·℃] T1′、T1″——進(jìn)、出口溫度 熱流體T2′、T2″—冷流體入口和出口溫度可通過計(jì)算傳熱和對(duì)數(shù)平均溫差以及已知傳熱面積計(jì)算傳熱系數(shù)K,由公式(1)計(jì)算。