顺逆流热交换实验.doc
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1、,. 热工综合实验报告 学 院: 机械学院 专 业:能源与环境系统工程姓 名(学号):1141440056韦声 1141440057冯铖炼实验原理:本实验是通过间壁式换热器进行传热实验,即冷、热两种流体分别在固体壁面两侧流动,两流体不直接接触,通过固体壁面进行传热。1. 测定从传热系数h由于换热器内的冷热空气的温度和物性是变化的,因而在传热过程中的局部传热温差和局部传热系数都是变化的,工程计算中,在沿程温度和物性变化不是很大的情况下,通常传热系数K和传热温差tm均可采用整个换热器上的对数平均值,因此,对于整个换热器,传热速率方程可写为 Q=hAtm即:h=QA*tm式中:Q-传热速率,W;A-
2、 换热器的传热面积,m2;tm-换热器两端的对数平均温差,; h-总传热系数,W/m2。2. 传热效率Q的计算热空气传热量: Q1=m1*cp1*(T1-T2)冷空气传热量: Q2=m2*cp2*(t1-t2)考虑到冷空气走换热器的壳程,壳程的外表面存在热损失,因此上传热速率应以热空气侧来计算。故 Q=Q1 式中: Q1、Q2-热空气、冷空气传热速率,W; m1、m2-热、冷空气的质量流量,kg/h; T1,T2-热空气的进、出口温度,; t1,t2-冷空气的进、出口温度,; cp1,cp2-冷、热空气的定压比热,J/kg,分别根据热、冷空气的定性温度T性、t性查得,其中:T性=T1+T22
3、t性=t1+t22 3.对数平均温度差tm的计算tm=t1+t2lnt1t2其中: 逆流时:t1=T1-t2 t2=T2-t1 顺流时:t1=T1-t2 t2=T2-t14热空气质量流量m的计算r V=CP*1000式中:V热空气的体积流量,m3/h; C 孔板流量计的校正系数,本实验中,C=1.6889; P孔板两侧差压变送器的读数,kPa。本实验中,可根据空气的温度和压力,应用理想气体状态方程来进行计算,即:=MA*(P+P)R*T r式中: MA空气的摩尔质量,kg/kmol;本实验中,MA=29.0 kg/kmol; P0大气压,kPa;P0=101.3 kPa;R通用气体常数,kJ/
4、(kmolK);本实验中,R=8.314 kJ/(kmolK); T孔板处空气温度,K。R通用气体常数,kJ/(kmolK);本实验中,R=8.314 kJ/(kmolK);M=V实验步骤 1连接电源,开启电源总开关,电源指示灯亮,观察各电压表的示数是 220V。运行“THXHR-5”监控工程,通讯成功后,开始准备实验。2全开阀 F6,启动无纸记录仪,在手动(M)调节状态下,将加热调节的比例输出操作值MV设为40。启动热风机、空气加热器。3逆流实验:全开阀 F3、F4,关闭阀 F2、F5、F7,启动冷 风机,调节阀 F1、F3,将流量调节至40m3/s。4等待2min,记录下当前实验数据。5按
5、照步骤 4,固定冷、热空气流量,取 5组实验数据,将数据记录下来6顺流实验:全开阀门 F2、F5,关闭阀门 F3、F4、F7;通过控制阀 F1 和 F2 控制冷空气进入换热器的流量为40 m3/h 左右。7重复步骤4和5,并记录相应数据。8实验结束后,将无纸记录仪上的调压模块的比例输出设为 0,依次关闭“空气加热器、冷风机、 热风机、无纸记录仪、电源总开关”,整理实验台。 实验中遇到的问题1. 多组实验数据误差过大,运行情况不够稳定,也许是由于设备开机时间还不够长,流场还未稳定,设备温度还未到底理想温度。2. 进入热交换器的冷测流体温度不够低,这是因为冷风机产生的热量未能及时排出,导致冷测空气
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