实验一 换热器性能实验.docx

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1、试验一换热器性能试验1、水-水换热器性能试验一、试验目的通过本试验深入同学对水一水换热器的熟识，了解对该类型的换热器的测试方法。二、试验的主要内容本试验通过测量数据：1）冷、热流体的体积流量；2）冷、热流体的进、出口温度；3）冷、热流体的进出口压力降。计算传热系数，分析水-水换热器的传热性能。三、试验设施和工具冷水机组，冷却塔，水水换热器，涡轮番量计，水泵，冷媒泵，恒温器，温度传感器,压力传感器。四、试验原理右图表示通过平壁的传热方式，平壁左侧的高温流体经平壁把热量传递给平壁右侧的低温流体。一般来说，传热过程中传递的热量正比于冷、热流体的温差及传热面积，它们之间的关系可用传热方程式表示：Q =

2、 KF ZW式中Q单位时间通过平壁的传热量，W；F传热面积，m2 ；Z一一冷、热流体间的温差，C；K 一一传热系数，当F=l,加=c时，q=k,表明传热系数在数值上等于温差为1,面积为1/时的传热率。传热系数是热交换设施的一个重要指标，传热系数愈大，传热过程愈激烈。本试验原理图如图所示：沃量计2泠侧-A冷水机值泠媒里恒温给1热侧流量讨1五、试验方法和步骤1、试验方法在试验开头前，应检查设施、管线及测量仪表的牢靠性。开头运行后，应准时排净设施内的气体，使设施在完全布满试验流体的条件下运行并调整至试验工况（或指定工况），即需要调整换热器两侧流体的进口温度稳定在设定值四周,这两个参数允许的偏差范围按

3、如下规定：试验参数每一个测量值与规定值间的最大允许偏差士冷侧流体进口温度C热侧流体进口温度C试验中，冷侧流体进口温度通过恒温器2电加热器掌握，热侧流体进口温度通过恒温器1电加热器掌握。在每个测定工况（或指定工况）下，均应稳定运行30min后，方可测定数据。在每个测定工况（或指定工况）下，热平衡的相对误差均不得大于5%。热侧流体换热量为：1 =Cp1G1p1（r13-r14）式中，,换热器热侧换热量（kW）；Cp热侧流体的比热容（kJ（kg K）；G1 由涡轮番量计1测得的热侧流体体积流量（m3s ）；p热侧流体密度QkgR ）；九一一热侧流体进口温度（）；74一一热侧流体出口温度（C）。其中计

4、算某一温度t时冷却水比热容Cp和密度8公式如下：Cp =4.206-0.0013059k- 0.00001378982rp、= 1000.83 - 0.08388376r - 0.003727955r2 + 0.000003664106/3冷侧流体换热量为：2 = Q2G2p2（r12-r11）式中，Q2换热器冷侧换热量（kW）；Cp2冷侧流体的比热容（kJ（kgK）,G2 由涡轮番量计2测得的冷侧流体体积流量（m3/$）；2冷侧流体密度（kg / m3 ）；八一一冷侧流体进口温度（C）；T2冷侧流体出口温度（C）。其中计算某一温度t时载冷剂（质量浓度为35%的乙二醇溶液）比热容C2和密度.公

5、式如下:Cp2 =4.09176+ 0.00106375r72 = 1001.44 - 0.1949 U - 0.00243?取两者平均值作为换热器的换热量Q：q=QlLQl传热温差采纳对数传热温差： , = （，14 -3）一（3 -，12）lnt tr1312则该换热器的换热系数为:=-rF式中，F为换热器的换热面积。本试验台中换热器换热面积为0.4加2。2 试验步骤1 .认真阅读本试验指导书，对本试验的方法和原理做到充分了解。2 .熟识本试验系统流程，开闭相应阀门（各阀门编号见系统总图），使试验装置处于水-水换热器试验运行流程。本试验需要冷水机组供应冷水，故仍需使用制冷系统。阀门详细操作

6、如下：a）制冷剂环路：打开阀门C,以使用热力膨胀阀（阀门E）,确保阀门D处于关闭状态。阀门A、G均已调至合适状态，无需再调。b） 冷却水环路：打开阀门2、7、11、10、14、12、1、3、6；c）载冷剂环路：打开阀门16、18。其余阀门（红色标签的）应都处于关闭状态。3 .确保双元件伯电阻T1放在换热器冷侧进口 T11 （取代能电阻T11）,以掌握冷侧流体进口温度。4 .接通多功能试验台电源，将掌握台上选择开关切换至“换热器”档。首先，打开冷却塔水泵电源，使冷却水环路运行。其次，对掌握台进行开关操作，依次启动冷媒泵、被测压缩机、恒温器（1 ）、恒温器（2 ）。检查压缩机是否正常运转，若压缩机

7、并未启动，按下装置现场压缩机旁电器柜的复位按钮。注：试验台上绿色按钮表示启动状态。被测压缩机只有在冷媒泵启动后才能开启。5 .在系统设置界面设置试验设定参数；6 .通过阀门2调整热侧流体流量，转变热侧流体进出口温差（最好大于5）；通过阀门16调整冷侧流体流量，转变冷侧流体进出口温差（最好大于5）；7 .切换到换热器试验掌握量过程线界面，观看换热器冷、热侧流体进口温度变化曲线；8 .待系统稳定运行在设定工况四周后，开头纪录试验数据；9 .试验数据纪录完毕后，选择打印掌握量过程线，查看工况稳定程度，并打印报表。六、试验报告主要内容及要求1.纪录试验数据；2.打印掌握量过程线；3.分析试验数据，撰写

8、试验报告。2、空气.空气换热器性能试验一、试验目的1、通过本试验使同学对空调系统能量回收有肯定的了解；2、学习本试验中所涉及的各种参数的测量和处理方法。二、试验的主要内容1、测量冷热空气进出口处的干球温度和湿球温度，求得冷热流体进出口处的焰值，进而得到换热器的焰效率和温度热效率；2、通过测试本体中喷嘴前后的压差及喷嘴前的压力，求得空气流量，进而得到换热器的换热量；3、通过电参数仪测得风机功率。三、试验设施和工具rQ Q他之二二二二 I0向Q本试验系统为空气一空气换热器性能试验装置，由工况机组、表面式冷却器、电加热器、电加湿器、测试本体、风机等设施组成。如图所示。空气一空气换热器两侧的环境温度掌

9、握在我国标准规定或自己定义工况。通过测量冷热空气进出口处的干球温度和湿球温度，求得冷热流体进出口处的焙值，进而得到换热器的焰效率和温度热效率。通过测试本体中喷嘴前后的压差及喷嘴前的压力，求得空气流量，进而得到换热器的换热量。通过电参数仪测得风机功率。四、试验原理空气一空气换热器是两种气体进行热交换的设施。本试验（如图1所示）是要在肯定的试验工况下测试空气一空气换热器的性能。在肯定条件下，空气一空气换热器的性能主要由换热量、焰效率（全热交换效率）和温度热效率（显热交换效率）来衡量。1、温度热效率（显热交换效率）式中：乙为污风进口干球温度为新风进口干球温度，4为新风出口干球温度2、焰效率（全热交换

10、效率）rll 二% = /（，&）h4=f（t4,ts4）式中：乙、0、九分别为污风进口干球温度、湿球温度和比烙值4、43、小分别为新风进口干球温度、湿球温度和比焰值、人4、儿分别为新风出口干球温度、湿球温度和比熔值3、换热量。空气一空气换热器的换热量可以通过计算新风侧的进口、出口焰值和新风流量而得出。新风入口比焰：3 =/。3,43）；新风出口比焰:新=Q单位质量流量的新风的换热量为：（ = -流经空气一空气换热器的新风流量G，通过测量喷嘴前后的压差/，（公式中单位为Pa,测量值单位也为Pa）、喷嘴前的压力8（公式中单位为Pa,测量值单位为KPa）以及送风温度，按下列公式计算：通过单个喷嘴的

11、空气流量为：体积流量：Ggvi = 1 14CiAai （P.K ）05 ；质量流量：Gg而d)K匕=101325 V（1WJ式中：G：喷嘴的流量系数，对于本试验，可取值为1；Ar：喷嘴面积，机匕：在喷嘴进口处的干湿球温度下，并在标准大气压时空气的比容，/依干空气；匕：喷嘴处的空气比容，干空气；w：喷嘴处的空气含湿量，/总干空气。依据上面的结果计算出新风换热量即空气一空气换热器的换热量：Q = Gmq = Gm.（h3-h4）五、试验方法和步骤1、试验方法为了确保试验系统运行在一个特定的工况下，试验时需要掌握入口新风、污风的干球温度和湿球温度在设定值四周，这四个参数允许的偏差范围按有如下规定：

12、表1空气一空气换热器性能试验名义工况参数的读数允差项目新风入口状态污风入口状态干球温度湿球温度干球温度湿球温度最大变动范围1.00.51.00.5在试验开头时设定试验工况，观看工况过程线，待系统稳定运行在设定工况下后，纪录试验数据。整个试验共分为7个时间段进行，对每个时间段内的数据分别进行处理，得到一组空气一空气换热器的性能参数，最终对7组参数取平均即可得到空气一空气换热器在该工况下的最终性能参数。2、试验流程1、接通电源，打开掌握台上的开关启动试验系统；2、运行焰差法多功能试验系统软件，进入空气一空气换热器试验系统；3、在工况设定及参数定义界面设置试验参数和试验工况；4、切换到工况过程线界面

13、，观看新风、污风的干、湿球温度的变化曲线；5、待系统稳定运行在设定的标准工况下后，开头纪录试验数据；6、试验结束后打印工况过程线（可选）和试验参数报告；7、退出试验软件，关闭试验系统，切断电源。3、操作步骤（一）试验前的预备工作1、认真阅读本试验指导以及相关资料，对本试验的方法和原理做到充分了解；2、试验前检查本试验中全部试验设施是否有明显可见的功能性故障，检查全部的传感器、线路是否连接正确；3、按下冷却塔水泵开关，开启冷却塔水泵；4、排出干湿球温度取样装置水槽中的水，重新用加水器加注蒸僧水（注：严禁使用自来水和矿泉水），注水高度以不沉没热电偶插入小孔为宜。同时，在湿球温度热电偶上缠绕合适大小

14、的湿球纱布，纱布长度以超出热电偶顶端5cm为宜。当心将缠绕了纱布的湿球温度热电偶塞入取样水糟；5、纪录被测空一空换热器铭牌参数备用；6、将被测空一空换热器放置于焙差法试验室室外侧与室内侧之间平台上，空一空换热器与小窗口之间的空隙要堵死并做保温柔密封处理；7、将空一空换热器出风口连接装置与试验本体用螺栓连紧，留意连接处要做严格的保温柔密封处理；8、将室内侧温度采样器摆放于空一空换热器进风口前，距离进风口要有肯定距离，不能阻碍正常的进风，又不行过远，以20cm左右为宜。将室外侧污风温度采样器摆放于前，距离污风排出口 10cm为宜。将室外侧新风温度采样器布置于远离污风排出口处，切不行靠近污风排出口，以避开污风排风温度对采样的影响，污风排出口和新风口间用隔板隔开；9、插入被测空一空换热器电源插头，试验人员离开焰差法试验室，关闭库板门。试验期间不能随便打开门，人员不得进入试验室，以避开对试验环境的影响和干扰。（二）试验开头1、接通焰差法试验室电源，打开焰差法试验掌握台的钥匙开关；2、运行焙差法多功能试验系统软件，进入空一空换热器性能试验子系统。点击软件界面上的“设定”按扭，进行工况设定及参数定义。留意：肯定要正确选择喷嘴。试验时间设定值不得小于30秒。点击“确定”按扭，开头试