綜合傳熱性能試驗(yàn)臺(tái)
- 發(fā)布者：信 息 資 訊 發(fā)表時(shí)間:2020-04-03
- 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
綜合傳熱性能實(shí)驗(yàn)是將干飽和蒸汽通過一組實(shí)驗(yàn)銅管在空氣中散熱而使蒸汽冷凝為水，由于銅管的外表狀態(tài)及空氣流動(dòng)情況的不同，管子的凝水量也不同，通過單位時(shí)間內(nèi)凝水量的多少，可以觀察和分析影響傳熱的諸多因素，并且可以計(jì)算出每根管子的總傳熱系數(shù)K值。
二、實(shí)驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下圖所示：
實(shí)驗(yàn)臺(tái)由電熱蒸汽發(fā)生器、一組表面狀態(tài)不同（光管、涂黑、鍍鉻、管外加翅片以及兩只用不同保溫材料保溫）的六根銅管、配汽管、冷凝水儲(chǔ)水器（可計(jì)量）及支架等組成。強(qiáng)制通風(fēng)時(shí)，配有一臺(tái)可移動(dòng)的風(fēng)機(jī)，用它來對(duì)管子次風(fēng)。因而，實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以進(jìn)行自然對(duì)流和強(qiáng)迫對(duì)流的傳熱實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)，可對(duì)各種不同影響傳熱因素進(jìn)行分析，從而建立起影響傳熱因素的初步認(rèn)識(shí)和概念。
實(shí)驗(yàn)臺(tái)參數(shù)：
實(shí)驗(yàn)銅管外徑：d=0.022m
實(shí)驗(yàn)管計(jì)算長(zhǎng)度：自然對(duì)流時(shí)L=0.75m 強(qiáng)迫對(duì)流時(shí)L=0.5m（風(fēng)筒長(zhǎng)度）
最大蒸汽壓力：0.20MPa
最大供氣量：
風(fēng)機(jī)功率：0.6KW
電源：380V三相四線
耗電功率：7.5KW
外型尺寸：
實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體：
電熱蒸汽發(fā)生器：3X2KW
三、實(shí)驗(yàn)方法及步驟
1、打開電熱蒸汽發(fā)生器上的供水閥1，和2,3,4然后從底部的給水閥門6（兼排污）往蒸汽發(fā)生器的鍋爐加水，當(dāng)水面達(dá)到水位計(jì)的三分之二高處時(shí)，然后關(guān)閉自來水閥門和閥門1,6。
2、打開蒸汽發(fā)生器上的電加熱器開關(guān)自動(dòng)6KW指示燈亮，蒸汽發(fā)生器加熱。待電接點(diǎn)壓力表達(dá)到要求壓力時(shí)（事先按需要用螺絲刀調(diào)定），電接點(diǎn)壓力表動(dòng)作（斷電）。此時(shí)，由電接點(diǎn)壓力表控制繼電器，使加熱器按一定范圍進(jìn)行加熱，以供實(shí)驗(yàn)所需的蒸汽量。
3、打開配汽管上的所有閥門（或按實(shí)驗(yàn)需要打開其中幾個(gè)閥門）和玻璃蓄水器下方的放水閥。然后，打開供汽閥門緩慢向被試管內(nèi)送氣（送氣壓力略高于實(shí)驗(yàn)壓力），預(yù)熱整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并將系統(tǒng)內(nèi)的空氣排凈。
4、待蓄水器下部放水閥向外排出蒸汽一段時(shí)間后關(guān)閉全部放水閥門，預(yù)熱完畢。此時(shí)，要調(diào)節(jié)配汽管底部放水閥門使其微微冒汽，以排除在
膠管內(nèi)的凝水。調(diào)節(jié)送氣壓力，即可開始實(shí)驗(yàn)。為防止玻璃蓄水器破壞，實(shí)驗(yàn)壓力為0.15Mpa，最大不超過0.2 Mpa。
5、做自然對(duì)流實(shí)驗(yàn)時(shí)，將蓄水器下部的放水閥全部關(guān)閉，注視蓄水器內(nèi)的水位變化，待水位上升至“0”位時(shí)開始計(jì)時(shí)（如實(shí)驗(yàn)多根管子，只要在開始時(shí)計(jì)時(shí)，記下每根蓄水器水位初讀數(shù)即可），實(shí)驗(yàn)正式開始，待凝水水位達(dá)到一定高度時(shí)，記下供汽時(shí)間和凝水量。
6、如果進(jìn)行強(qiáng)迫對(duì)流實(shí)驗(yàn)，放掉積存在蓄器及管路中的水，開動(dòng)風(fēng)機(jī)對(duì)被試管路進(jìn)行強(qiáng)迫對(duì)流通風(fēng)。實(shí)驗(yàn)方法同上。
7、實(shí)驗(yàn)完畢時(shí)，關(guān)閉電源，打開所有放水閥、放汽閥、待水排凈后再將所有閥門關(guān)閉，并切斷電源和水源。
四、傳熱系數(shù)的計(jì)算
所有的被試管均以基管（銅管）表面積為準(zhǔn)，則
傳熱面積 F=pdl [m²]
傳熱量 Q=Gr [w]
總傳熱系數(shù) K=Q/F△t [w /m²℃]
式中：d — 銅管外徑d=0.022m
被試管長(zhǎng)度 自然對(duì)流時(shí)l=0.75m
強(qiáng)迫對(duì)流時(shí)l=0.5m（風(fēng)筒長(zhǎng)度）
G — 凝結(jié)水量
r — 汽化潛熱 當(dāng)P=0.2Mpa時(shí)，r=2243 [KJ/kg]
h — 蓄水器的水位高度 [cm]
gs — 每格的凝結(jié)水量[g/cm]即：玻璃管的內(nèi)徑面積s x 玻璃管上的一格高度1cm
S - 3.14 X （3.6CM / 2）²
γ — 凝結(jié)水重度[kg/m³]
△t — 管內(nèi)外溫差[℃]
△t=ti-tf
當(dāng)P=0.15Mpa時(shí)，t1=127.43℃（飽和溫度）
tf — 實(shí)驗(yàn)時(shí)的室內(nèi)溫度。
綜合傳熱性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)安裝說明
首先將裝有六根不同表面狀態(tài)實(shí)驗(yàn)管的實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體安放在較平的地面上。如果地面不平，應(yīng)將實(shí)驗(yàn)臺(tái)的四個(gè)腿墊平。然后將蒸汽發(fā)生器的供汽口與配汽管用一根夾布膠管連接，并用卡子將兩頭卡緊，防止漏汽。
為防止在運(yùn)輸過程中受到損壞，玻璃計(jì)量蓄水器是散裝在包裝箱內(nèi)，需要在現(xiàn)場(chǎng)安裝。安裝時(shí)，將兩個(gè)法蘭盤和膠墊套在玻璃管的兩頭，玻璃管口要凸起膠墊1mm左右，然后將玻璃管裝入框架上的平板洞內(nèi)，并用螺栓把上下法蘭盤將膠墊夾緊。夾緊時(shí)，要用力適當(dāng)，只要不漏汽為宜，不要用力過大。
綜合傳熱性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)出廠測(cè)試報(bào)告表
測(cè)試結(jié)果
空氣
流動(dòng)
情況管號(hào) 管子
狀況凝水液面 計(jì)算時(shí)間
t
分鐘gs
g/cm凝結(jié)水量
G
kg/s傳熱量Q
W傳熱面積F
㎡傳熱系數(shù)
Kw/m²
℃初高 終高㎝ 自
然
對(duì)
流1 翅片管 2 光管 3 涂黑管 4 鍍鉻管 5 鋸末保
溫管6 玻璃絲
保溫管強(qiáng)
迫
對(duì)
流1 翅片管 2 光管
【注】1、凝結(jié)水重度γ= kg/m³
2、室溫
3、 gs為每根管以標(biāo)定過的蓄水器凝結(jié)水量系數(shù)。由于管子直徑不一致每根管的gs不相同。
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