一、实验题目:热管换热器实验
二、实验目的:
熟悉热管换热器实验台的工作原理及使用方法,了解热管换热器的换热量温度、风速之间的关系,掌握热管换热器换热量Q和传热系数K的测试和计数方法。
三、实验步骤
1.连接电位差计和冷端热电偶(将冷端热电偶放在冰瓶里,如无冰瓶,可不接冷 端热电偶而将冷端热电偶的接线柱短路,测出的温度应加上室温)。
2.打开热球风速仪,加热稳定20分钟(具体使用方法阅仪器说明书)。
3.接通电源,将工况开关按在“I”位置(450W),这时电加热器和风机开始工作。
4.用热球风速仪在冷热端出口的测孔中测量风速。为使测量工作在风道温度不超过400C的情况下进行,必须在开机后立即测量。
5.待工况稳定后(大约20分钟)按下琴键开关,切换测温点,逐点测量冷热端进出口温度、、、。
6.将工况开关按在“Ⅱ”的位置(1000W),重复上述步骤,测量工况的冷热段进出口温度。
7.实验结束后,切断所有的电源。
四、实验参数及测试数据
(1)实验台参数
冷段出口面积 冷段传热表面积
热段出口面积 热段传热表面积
(2)测试数据(工况Ⅰ:450W; 工况Ⅱ:1000W)
数据记录
工况 | 序 号 | 风速() | 冷热段出口温度() | 备 注 | ||||
冷段() | 热段() | |||||||
Ⅰ | 1 | 2.73 | 1.72 | 25.2 | 27.8 | 45.7 | 26.1 | 2010-3-23 U=230V I=2.5A |
2 | 2.80 | 1.69 | \ | \ | \ | \ | ||
3 | 2.80 | 1.68 | \ | \ | \ | \ | ||
平均 | 2.78 | 1.70 | 25.2 | 27.8 | 45.7 | 26.1 | ||
Ⅱ | 1 | 2.98 | 1.74 | 26.0 | 32.4 | 62.5 | 33.7 | 2010-3-23 U=224V I=4.5A |
2 | 3.30 | 1.75 | \ | \ | \ | \ | ||
3 | 3.10 | 1.77 | \ | \ | \ | \ | ||
平均 | 3.13 | 1.75 | 26.0 | 32.4 | 62.5 | 33.7 |
五、换热量、传热系数及热平衡误差的计算
(1) 单位时间的换热量
式中:——干空气的定压比热,取
——单位时间内质量流量, ——温差()
、冷段换热量:
()
式中:——冷段出口平均风速()
——冷段出口面积
——冷段出口空气密度()
——冷段出口温度() ——冷段进口温度()
、热段换热量:
()
式中: ——热段出口平均风速()
——热段出口面积()
——热段出口处空气密度()
——热段出口温度() ——热段进口温度()
(2)热平衡误差
(3)传热系数
()
式中:——传热面积() F=fL+fr=1.032 m2
——温差()
根据空气的状态表,由温度查得相应的密度,可得:
() | 1.1691 | 1.1654 | 1.19 | 1.1582 | 1.1429 | 1.1386 | 1.0987 | 1.0428 |
T() | 25.2 | 26.0 | 26.1 | 27.8 | 32.4 | 33.7 | 45.7 | 62.5 |
T (K) | 298.35 | 299.15 | 299.25 | 300.95 | 305.55 | 306.85 | 318.85 | 335.65 |
工况 | 冷段换热量 (千卡/小时) | 热段换热量 (千卡/小时) | 热平衡误差 | 传热系数 (大卡/米2•小时•ºС) |
Ⅰ | 46.5087 | 834.1197 | 94.42 | 4.0601 |
Ⅱ | 127.8440 | 1215.8768 | .48 | 7.0386 |