换热设备污垢检测

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1、课程设计报告学生姓名:学号：学院:班级:题目:过程检测技术与仪表指导教师：职称:2011年７月１日13目录1.背景意义及设计目的31.1背景意义31.2设计目的32.系统总体设计32.1检测和控制参数32.2设计原理与方法32.3实验装置与原理图53.参数的检测与控制63.1实验管流体进、出口温度测量及水浴温度63.1.1仪表的选用及依据63.1.2热电阻原理63.1.3WZPK-233S

2、铠装Pt100热电阻特点73.1.4误差分析73.2实验管壁温测量73.2.1仪表的选用及依据73.2.2工作原理83.2.3误差

3、分析83.2.4注意事项83.3水位测量93.3.1仪表的选用及依据93.3.2玻璃管液位计的结构原理93.3.3玻璃管液位计的特点93.3.4玻璃管液位计的技术指标93.3.5误差分析及注意事项103.4流量测量103.4.1仪表的选用及依据103.4.2工作原理103.4.3孔板流量计的特点103.4.4孔板流量计的主要参数113.4.5误差分析113.5压差测量113.5.1仪表的选择及依据113.5.2工作原理123.5.3技术参数123.5.4微差压传感器特点123.5.5误差分析124.总结135.参考文献

4、13131.背景意义及设计目的1.1背景意义污垢和腐蚀问题是各类换热设备普遍存在的，每年由此带来的经济损失，据初步调查，可分别占一个国家工业总产值的0.3%和发达工业国家国民生产总值的0.2%到0.4%这些污垢和腐蚀问题绝大部分是由冷却水水质不良造成。换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程，污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失，因而污垢问题成为传热学界和工业界十分关注而又至今未能解决的难题之一。1.2设计目的针对“应用技术主导型”普通工科高等教育的特点，从工程创

5、新的理念出发，以工程思维模式为主，旨在培养突出“实践能力、创新意识和创业精神”特色的、适应当前经济社会发展需要的“工程应用型人才”。通过在模拟的实战环境中系统锻炼，使学生的学习能力、思维能力、动手能力、工程创新能力和承受挫折能力都得到综合提高。以增强就业竞争力和工作适应力。2.系统总体设计2.1检测和控制参数1、温度：包括实验管流体进口（20~40℃）、出口温度（20~80℃），实验管壁温（20~80℃）以及水浴温度（20~80℃）2、水位：补水箱上位安装，距地面2m，其水位要求测量并控制循环水泵，以适应不同流速的需要

6、，水位变动范围200mm~500mm3、流量：实验管内流体流量需要测量，管径Φ25mm，流量范围0.5~4m3/h4、差压：由于结垢导致管内流动阻力增大，需要测量流动压降，范围为0~50mm水柱。132.2设计原理与方法按对沉积物的监测手段污垢测量可分为：热学法和非传热量的污垢监测法。热学法中又可分为热阻表示法和温差表示法；非传热量的污垢监测法又有直接称重法、厚度测量法、压降测量法、放射性技术、时间推移电影法、显微照相法、电解法和化学法。这些监测方法中，对换热设备而言，最直接而且与换热设备性能联系最密切的是热学法。本文

7、将简单介绍污垢监测的热学法中的污垢热阻法。污垢热阻法数学模型的建立表示换热面上污垢沉积量的特征参数有：单位面积上的污垢沉积质量mf，污垢层平均厚度δf和污垢热阻Rf。这三者之间的关系由式表示：(1)图2-1清洁和有污垢时的温度分布及热阻通常测量污垢热阻的原理如下：设传热过程是在热流密度q为常数情况下进行的，图1a为换热面两侧处于清洁状态下的温度分布，其总的传热热阻为：(2)图三（b）为两侧有污垢时的温度分布，其总传热热阻为(3)如果假定换热面上污垢的积聚对壁面与流体的对流传热系数影响不大，则可认为。于是从式(3)减去式

8、(2)得13（4）式(4)表明污垢热阻可以通过清洁状态和受污染状态下总传热系数的测量而间接测量出来。实验研究或实际生产则常常要求测量局部污垢热阻，这可通过测量所要求部位的壁温表示。为明晰起见，假定换热面只有一侧有污垢存在，则有：（5）（6）若在结垢过程中，q、Tb均得持不变，且同样假定，则两式相减有（7）这样，换热面有垢一侧的污垢热阻可以通过测量清洁状态和污染状态下的壁温和热流而被间接测量出来。2.3实验装置与原理图图2-2多功能动态模拟实验装置外形图如图所示的实验装置是东北电力大学节能与测控研究中心杨善让教授课题组基

9、于测量新技术—软测量技术开发的多功能实验装置。13125834679101112220V冷却水入口出口图2-3实验装置原理图图中各数字代表的含义如下：1-恒温槽体2-试验管段3-试验管入口压力4-管段入口温度测点5-管壁温度测点6-管段出口温度测点7-试验管出口压力8-流量测量9-集水箱10循环水泵11-补水箱12-电加热管3.参