热质交换课程实验指导书..doc

《热质交换原理与设备》课程实验 实验一 散热器热工性能测定 一、实验目的 1．了解在实验室环境下测定散热器热工性能的原理，掌握以热水为热媒时散热器的传热系数的影响因素及其计算公式的确定方法； 2．了解散热器热工性能实验台的构造和组成； 3．掌握相关仪表的正确使用方法。 二、实验装置 图1 实验台系统图 1、电锅炉 2、板式换热器 3、机械式热量表 4、温控阀 5、一次循环泵 6、二次循环泵 7、膨胀水箱 8、锁闭阀 9、散热器 10、蒸发式热量表 图2 散热器平面图 三、实验步骤 1．准备工作 充水：打开电锅炉进出口总阀门用自来水通过膨胀水箱向系统充水，当溢流管溢流时，关闭上水阀门。 2．启动及加热 （1）接通电源； （2）启动循环水泵将水泵上的流量开关旋到最低档位置； （3）接通加热器的电源使系统工作； （4）打开球阀A,B,C。 3．实验 1．对固定流量G求出K—△T的变化曲线； 2．当各参数稳定后在指定的工况下开始测定； 3．测定时采用五分钟或十分钟读值一次，每组不少于七次，取算术平均值作为一次稳定工况，七次读值温度偏差应小于±0.1℃，并将读值记录在表格中。 四、实验数据整理 1．传热系数K的计算 在稳定状态下，流过散热器的热水散热量等于散热器散到室内的热量。 （1）水的散热量 (W) 式中：Q —— 水的散热量，W； C —— 水的比热， C=4.187 KJ/kg.℃ ； △t —— 散热器进出口水温差， ℃ ； G —— 通过散热器的水流量，kg/h , G=.V； —— 水的密度，视流量计安装位置确定对应的温度下密度值，kg/m3, 见附表一； V —— 水的体积流量，m3/h。 （2）散热器的散热量 Q=KF△T (W) 式中： K —— 散热器的传热系数，w/(m2.℃)； △T—— 传热温差，℃，； ts —— 散热器进口水温度，℃； tr —— 散热器出口水温度，℃； tn —— 室内参考点空气温度，℃； F —— 散热器的散热面积，m2, F=5.64m2。 2．实验记录表格 实 验 记 录 表 格 实验日期： 20 年 月 日 时 分 散热器名称：铝合金制散热器 散热面积：5.64m2 同组实验学生： 指导教师： 序 号 工 况 体 积 流 量 V (m3/h) 进 口 水 温 ts (℃) 出 口 水 温 tr (℃) 进出口 水温差 (℃) 室 内 温 度 tn (℃) 室 外 温 度 tw (℃) 质 量 流 量 G （kg/h） 散热器 散热量 Q (W) 传 热 温 差 △T (℃) 传 热 系 数 K (W/m2?℃) 1 Ⅰ 2 Ⅰ 3 Ⅰ 4 Ⅰ 5 Ⅰ 工况I平均 1 II 2 II 3 II 4 II 5 II 工况II平均 1 Ⅲ 2 Ⅲ 3 Ⅲ 4 Ⅲ 5 Ⅲ 工况III平均 K=A△TB A= B= 3．计算结果的分析与整理 根据以上三个工况实验平均值，得到传热系数与传热温差K~△T的关系式，将结果整理式如下形式： K=A△TB 式中：A，B—— 利用最小二乘法求出的系数； K，——同前。 式中： n —— 实验的次数； Ki、△Ti —— 分别为各次实验所得出的传热系数值及对应的温差。 五、讨论 1．影响散热器传热系数K的因素有哪些？如何提高散热器传热系数？ 2．分析实验数据中的K~△T 关系. 附表1 水在各种温度下密度?（时） 温 度 （℃） 密 度 （kg/m3） 温 度 （℃） 密 度 （kg/m3） 温 度 （℃） 密 度 （kg/m3） 温 度 （℃） 密 度 （kg/m3） 0 999.80 58 984.25 76 974.29 94 962.61 10 999.73