翅片管换热器实验指导书.doc

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1、***********************************************************空气¾水热交换器实验************************************************************指导说明书同济大学热能实验室陈德珍2000年1月第一部分空冷器实验台系统说明本实验台是上海交通大学开发、针对换热器课程的教学要求而设计的科教产品。所用的换热器为一较小的间壁式换热器，空气—水作为介质，实验台由独立的风源，热水源，温度控制器等组合而成，有较大的灵活性，以后还可发展冷却塔性能试验。一、实

2、验台组成、系统、设备及仪表实验台系统的简图见图1，主要由风源、热水源、可控硅温度控制器组成。且各自独立，有较大的灵活性。主要性能：1.风源：风机：电机：400w，三相380v风量：800m3/h风压：60mmH2O出风口尺寸：200×135mm吸风口配二只可叠套的橡胶收缩风口，测速段处直径分别为D1=120mm及D2=60mm,2.热水源：水箱尺寸：445×245×575mm水泵：电机：120W单相220v流量：1.5m3/h压头：12mH2O加热器：3KW220V3只转子流量计：LZB-2560-600L/h3.可控硅温度控制器：TA-092PID调节仪

3、ZK-03三相可控硅电压调整器最大输出功率10KW铂电阻温度传感器BA20~100℃可控硅3CT20A/1000V电源：三相380V4.试验用换热器实验所用的间壁式换热器为一较紧凑的翅片管式散热器，由铜管束套带皱折的铝整体翅片构成，见图2。主要参数：管束：紫铜管管径：d0=10mmd1=8mm节距横向：s1=45mm纵向：s2=13mm翅片：铝制、皱折、整片片厚：δ=0.1mm片节距：t=2.6mm试件总体尺寸：水侧：横向管数：n1=3纵向管排数：n2=8总管数：n=n1×n2=24水通道并联管子数：即n1=3管子总长度：L=a×n=0.2×24=4.8m

4、通道面积：Fw=n1×π×d1×d1/4=1.508×10-4㎡气侧：通道尺寸：a=200mmb=130mmh=116mm翅片数：m=76通风面积：Fa=a×b=0.0272m2传热总面积：Aa=特征尺寸：Da=4V/Aa=4×a×b×h/Aa=4×0.2×0.136×0.116/2.24=5.6mm整个风源设计紧凑，风箱用塑料制成，出风口线型及大的收缩比，保证空气在换热器进口截面处有均匀流速。吸风口、调风口、整流栅、毕托管紧凑地组合在一起，为了适应不同风量测量的需要，用二只直径不同的可叠套使用的橡胶收缩风口，选用方便。试验用换热器是放置在出风口上，拆换方

5、便。风箱制成水密形式，需要时可更换试验件作冷却塔填料性能试验。热水源水箱用不锈钢制成，水泵、流量计、调节阀、回流管路、加热器组合紧凑。风源、热水源、温度控制器各自独立，移动方便，可充分发挥各自的功能。翅片管散热器试验时，水---空气流可按逆流连接。空气---水进出口温度用铜—康铜热电偶测量，水温测点tw1,tw2直接放置在二联箱进出口。进口空气温度ta1,测点装在紧靠换热器的进出口截面处，换热器出口通道加一均温段，再用均不的九对热电偶并联测量出口空气温度ta2热电偶接线见图3，冷端放入冰瓶内，同过一转换开关，用电位差计测量tw1、tw2、ta1、ta2各温

6、度。用毕托管测定吸风口收缩段处流速，以确定空气流量，大流量时用收缩段直径D=120mm的吸风口，小流量时用直径D=60mm的吸风口，再用调风门改变风量。水流量通过调节阀控制，用转子流量计测量。第二部分实验内容及安排一、实验目的借助该实验台，学生可以组织一间壁式换热器的试验，能够达到以下几方面。1．测定间壁式换热器的传热系数；2．了解换热器的工作性能，熟悉间壁式换热器的热工计算方法；3．进一步可确定该换热器气侧换热面的传热特性，即传热因子与雷诺数之间的关系；4．熟悉流体流速、流量、温度等的测量，以及对实验数据的处理。二、实验内容及数据处理1．测定换热器传热系

7、数及其变化规律热水在管内流动，放热量Qw.Qw=Mw×Cpw×(tw1-tw2)(w)(1)空气流过管束外侧，吸热量QaQa=Ma×Cpa×(ta2-ta1)(w)(2)以Qa、Qw间热平衡误差△<10%的数据认为有效，并按平均值作为其换热量Q.△=（Qw-Qa）/Q*100%Q=(Qw+Qa)/2(w)(3)水---空气按逆流方式工作，传热系数KK=Q/Aa·△tm(w/m2℃)(4)以上各式中：tw1、tw2-----水进出口温度；(℃)ta1、ta2-----空气进出口温度；(℃)Mw、Ma-----水、空气的质量流量;(Kg/S)Cpw、Cpa--

8、---水、空气的比热;(J/Kg·℃)△tm--------平均温