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  • 综合传热性能试验台


  • 发布者:信息资讯 发表时间:2020-04-03
  • 实验指导书

    一、实验目的

    综合传热性能实验是将干饱和蒸汽通过一组实验铜管在空气中散热而使蒸汽冷凝为水,由于铜管的外表状态及空气流动情况的不同,管子的凝水量也不同,通过单位时间内凝水量的多少,可以观察和分析影响传热的诸多因素,并且可以计算出每根管子的总传热系数K值。

    二、实验装置

    实验装置示意图如下图所示:

    实验台由电热蒸汽发生器、一组表面状态不同(光管、涂黑、镀铬、管外加翅片以及两只用不同保温材料保温)的六根铜管、配汽管、冷凝水储水器(可计量)及支架等组成。强制通风时,配有一台可移动的风机,用它来对管子次风。因而,实验台可以进行自然对流和强迫对流的传热实验。通过实验,可对各种不同影响传热因素进行分析,从而建立起影响传热因素的初步认识和概念。
    实验台参数:
    实验铜管外径:d=0.022m
    实验管计算长度:自然对流时L=0.75m     强迫对流时L=0.5m(风筒长度)
    最大蒸汽压力:0.20MPa
    最大供气量:
    风机功率:0.6KW
    电源:380V三相四线
    耗电功率:7.5KW
    外型尺寸:
    实验台主体:
    电热蒸汽发生器:3X2KW

    三、实验方法及步骤

    1、打开电热蒸汽发生器上的供水阀1,和2,3,4然后从底部的给水阀门6(兼排污)往蒸汽发生器的锅炉加水,当水面达到水位计的三分之二高处时,然后关闭自来水阀门和阀门1,6。

    2、打开蒸汽发生器上的电加热器开关自动6KW指示灯亮,蒸汽发生器加热。待电接点压力表达到要求压力时(事先按需要用螺丝刀调定),电接点压力表动作(断电)。此时,由电接点压力表控制继电器,使加热器按一定范围进行加热,以供实验所需的蒸汽量。

    3、打开配汽管上的所有阀门(或按实验需要打开其中几个阀门)和玻璃蓄水器下方的放水阀。然后,打开供汽阀门缓慢向被试管内送气(送气压力略高于实验压力),预热整个实验系统,并将系统内的空气排净。
    4、待蓄水器下部放水阀向外排出蒸汽一段时间后关闭全部放水阀门,预热完毕。此时,要调节配汽管底部放水阀门使其微微冒汽,以排除在
    胶管内的凝水。调节送气压力,即可开始实验。为防止玻璃蓄水器破坏,实验压力为0.15Mpa,最大不超过0.2 Mpa。

    5、做自然对流实验时,将蓄水器下部的放水阀全部关闭,注视蓄水器内的水位变化,待水位上升至“0”位时开始计时(如实验多根管子,只要在开始时计时,记下每根蓄水器水位初读数即可),实验正式开始,待凝水水位达到一定高度时,记下供汽时间和凝水量。

    6、如果进行强迫对流实验,放掉积存在蓄器及管路中的水,开动风机对被试管路进行强迫对流通风。实验方法同上。

    7、实验完毕时,关闭电源,打开所有放水阀、放汽阀、待水排净后再将所有阀门关闭,并切断电源和水源。

    四、传热系数的计算

    所有的被试管均以基管(铜管)表面积为准,则
    传热面积      F=pdl    [m²]
    传热量      Q=Gr    [w]
    总传热系数    K=Q/F△t    [w /m²℃]
    式中:d — 铜管外径d=0.022m
    被试管长度   自然对流时l=0.75m
                       强迫对流时l=0.5m(风筒长度)
    G — 凝结水量

    r — 汽化潜热   当P=0.2Mpa时,r=2243    [KJ/kg]
    h — 蓄水器的水位高度          [cm]
     
    gs  — 每格的凝结水量[g/cm]即:玻璃管的内径面积s x 玻璃管上的一格高度1cm
    S -   3.14 X (3.6CM / 2)²
    γ — 凝结水重度[kg/m³]
    △t — 管内外温差[℃]
    △t=ti-tf
    当P=0.15Mpa时,t1=127.43℃(饱和温度)
    tf — 实验时的室内温度。

    综合传热性能实验台安装说明

    首先将装有六根不同表面状态实验管的实验台主体安放在较平的地面上。如果地面不平,应将实验台的四个腿垫平。然后将蒸汽发生器的供汽口与配汽管用一根夹布胶管连接,并用卡子将两头卡紧,防止漏汽。
    为防止在运输过程中受到损坏,玻璃计量蓄水器是散装在包装箱内,需要在现场安装。安装时,将两个法兰盘和胶垫套在玻璃管的两头,玻璃管口要凸起胶垫1mm左右,然后将玻璃管装入框架上的平板洞内,并用螺栓把上下法兰盘将胶垫夹紧。夹紧时,要用力适当,只要不漏汽为宜,不要用力过大。

    综合传热性能实验台出厂测试报告表

    测试结果
     
    空气
    流动
    情况
    管号 管子
    状况
    凝水液面 计算时间
    t
    分钟
    gs
    g/cm
    凝结水量
    G
    kg/s
    传热量Q
    W
    传热面积F
    传热系数
    Kw/m²
    初高 终高㎝



    1 翅片管              
    2 光管              
    3 涂黑管              
    4 镀铬管              
    5 锯末保
    温管
                 
    6 玻璃丝
    保温管
                 



    1 翅片管              
    2 光管              

    【注】1、凝结水重度γ=    kg/m³
    2、室温
    3、 gs为每根管以标定过的蓄水器凝结水量系数。由于管子直径不一致每根管的gs不相同。

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